Tyristori

Tyristori on nelikerroksinen bipolaarinen puolijohdekomponentti, joka muistuttaa hieman diodia. Tyristorissa on kolme elektrodia; anodi ja katodi ja hila.^[1][2]

Erilaisia tyristoreita.

Rakenne ja toiminta

Tyristori voi olla johtavassa tilassa, kun anodi on positiivisessa jännitteessä katodiin nähden. Tyristori vaatii sähköä johtaakseen ja päästötilaan siirtyäkseen kuitenkin vielä lisäehdon, mitä varten tyristorissa on lisäksi ohjaushila, toisin kuin diodissa. Toisin kuin diodi, tyristori alkaa johtaa virtaa vasta, kun sen hilalle (Gate) tulee riittävän suuri jännitepulssi katodiin nähden.^[3][1][2]

Kun tyristorin anodi-katodijännite on positiivinen, se ei johda sähköä. Tätä tilaa kutsutaan sulkutilaksi. Tyristori voidaan asettaa päästötilaan antamalla hilalle katodiin nähden positiivinen jännitepulssi. Tyristorin kolme toimintatilaa ovat sulkutila, päästötila ja estotila.^[3]

Tyristorin sytyttämistä hilalle syötetyllä jännitepulssilla sanotaan liipaisemiseksi. Liipaisun jälkeen syttymistä säädetään hilavirran avulla. Hilavirran kasvattaminen pienentää syttymisjännitettä. Kun tyristori on johtavassa tilassa, hilavirta tai -jännite eivät enää vaikuta anodivirtaan. Tyristorin sammuttamiseksi anodivirta pitää katkaista tai säätää tietyn minimiarvon alapuolelle. Pienintä anodivirtaa kutsutaan pitovirraksi.^[3][1]

Tavallisen tyristorin lisäksi on muita erikoistyristoreja. GTO-tyristori saadaan johtavaksi hilalle johdetulla positiivisella jännitepulssilla ja johtamattomaksi negatiivisella jännitepulssilla. Triac on kaksisuuntainen tyristori, joka johtaa virtaa molempiin suuntiin.^[1]

Tyristorin fysikaalinen rakenne, sähköinen vastinkytkentä ja piirrosmerkki

Käyttö

Tyristoria käytetään esimerkiksi himmentimissä, joilla säädetään valonlähteen kirkkautta.^[4] Tyristoreita käytetään myös moottorikäytöissä. Niillä voidaan säätää esimerkiksi tasavirtamoottorien kierrosnopeutta ja lämmitysvastusten tehoa.^[5][6]

Kuorman jännitteen tehollisarvon säätö ohjaamalla tyristorin virran liipaisuhetken vaihetta.
Punainen käyrä: Kuorman jännite
Sininen käyrä: liipaisusignaali.

Erikokoisia suurtehoisia pulttityristoreita.

Tyristorityyppejä

• GTO-tyristori (Gate Turn Off, voidaan myös sammuttaa hilalta)
• RCT-tyristori
• LASCR-tyristori
• SITh-tyristori

Katso myös

• Triac