TRANG : 1
Chương 3: THYRISTOR
1. Cấu tạo và ký hiệu:
Thyristor được viết tắt là SCR (Silicon Controlled Rectifier),
gồm bốn lớp bán dẫn P
1
N
1
P
2
N
2
tạo thành như hình vẽ:
+ A : Anode(dương cực )
J
1

G : Gate J
2
(cực khiển) J
3

-K : Cathod(âm cực )
2. Nguyên lý làm việc :
Khi đặt Thyristor dưới điện áp một chiều, Anode nối vào cực
dương, Cathode nối vào cực âm của nguồn, thì J
1
, J
3
được phân cực
thuận còn J

mặt ghép J
2
, lao vào vùng chuyển tiếp này, chúng được tăng tốc độ
động năng cũng lớn lên, bẻ gãy các liên kết của nguyên tử Si, tạo
nên những nguyên tử tự do mới. Số điện tử mới được giải phóng
này lại tham gia bắn phá các nguyên tử Si trong vùng chuyển tiếp.
P
1
N
1
P
2
N
2
k
G
A
SCR
Hình I.12
Cấu tạo và ký hiệu của
TRANG : 2
Kết quả của phản ứng dây chuyền này làm xuất hiện ngày càng
nhiều điện tử chảy vào N
1
qua P
1
và đến cực dương của nguồn điện
ngoài gây nên hiện tượng dẫn điện ào ạt, J
2
trở nên mặt ghép dẫn

được tính là :
R
1
= E/(1.1 1.2)I
gst
R
2
= 100 1000
Trong đó I
gst
là giá trò cho dòng điều khiển ghi trong sổ tay tra
cứu Thyristor.
Tóm lại Thyristor mở khi : V
AK
>1V và I
g
>= I
gst.
Thời gian mở t
on
là thời gian cần thiết để thiết lập dòng điện
chính chảy qua Thyristor, tính từ thời điểm phóng dòng Ig vào cực
điều khiển và thời gian kéo dài khoảng 10s.
b. Khóa Thyristor.
Mỗi một khi Thyristor dã mở thì nó không phù thuộc vào dòng
I
g
nữa. Để khóa Thyristor, có hai cách :
Hình I.13
Sơ đồ mạch SCR điển hình.

1
,
N
1
, P
2
, giờ đảo chiều hành trình, tạo nên dòng điện ngược chảy từ
Cathode về Anode, về cực âm của nguồn điện áp ngoài.
Như hình ta thấy từ t
0
đến t
1
, dòng ngược khá lớn , sau đó J
1
rồi
J
3
trở nên cách điện. Còn lại một ít điện tử bò giữ lại giữa hai mặt
ghép J
1
và J
3
, hiện tượng khuếch tán sẽ làm cho chúng mất dần đi
cho đến hết, đồng thời J
2
khôi phục lại tính chất của mặt ghép điều
khiển.
Thời gian t
off
được tính từ khi bắt đầu xuất hiện dòng ngược (t


3
2

Uz 0
1

Uch U (v)
4
Đặc tính Volt -Ampe của Thyristor gồm 4 đoạn :
Đoạn 1 : Ứng với trạng thái Thyristor khóa, chỉ có dòng điện
rò chạy qua Thyristor. Khi U tăng lên đến U
ch
(điện áp chuyển
trạng thái ) - quá trình bắt đầu tăng trưởng nhanh chóng của dòng
điện, Thyristor chuyển sang trạng thái mở.
Đoạn 2 : Giai đoạn này phân cực của thuận của Thyristor.
Trong giai đoạn này mỗi lượng tăng trưởng nhỏ của dòng điện ứng
với một lượng giảm lớn của điện áp đặt lên Thyristor.
Đoạn này được gọi là điện trở âm.
Đoạn 3 : Ứng với trạng thái mở của Thyristor. Khi này cả ba
mặt ghép đều được phân cực thuận. Lúc này giá trò dòng chảy qua
Hình I.15
Đặt tính volt
–
ampe của
TRANG : 14
Thyristor chỉ còn phù thuộc vào điện trở của mạch ngoài và điện áp
rơi trên Thyristor khoảng 1V. Thyristor được giữ ở trạng thái mở khi
dòng điện I vẫn lớn hơn dòng duy trì (I

là giá trò công suất trung bình khi Thyristor ở trạng thái khóa
và điện áp trên nó là điện áp thuận.

1
,U
thtb
, U
th
lần lượt là khoảng thời gian, giá trò điện áp trung
bình, điện áp hiệu dụng mà điện áp đặt trên nó là điện áp thuận.
u
th
, I là giá trò tức thời của áp và dòng khi Thyristor bò khóa.
5. Các thông số cơ bản cần quan tâm để chọn Thyristor.
* Dòng điện thuận đònh mức I
max.
Nếu giá trò qua Thyristor lớn hơn giá trò I
max
thì nó sẽ bò hư
* Điện áp ngược cực đại U
ngmax
Đây là điện áp lớn nhất mà Thyristor chưa bò đánh thủng. Nếu
Thyristor có
U
ng
> U
ngmax
thì nó bò hỏng.
* Điện áp rơi U (V)
* Dòng điện điều khiển cực G (mA)

của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong
các điện cảm, luôn luôn có của đường dây nguồn dẫn đến các
thyristor. Do đó giữa anode và cathode của thyristor xuất hiện quá
điện áp.
Nguyên nhân bên ngoài: những nguyên nhân này thường xảy
ra ngẩu nhiên như khi cắt không tải một máy biến áp trên đường
dây, khi một cầu chì bảo vệ nhảy, có sấm sét.
Để bảo vệ quá điện áp người ta thường dùng mạch RC, chúng được
mắc như hình I.16b:
Hình I.16b
Hình I.16a
t
t
i
u
AC
R
C
SCR
TRANG : 16
7. Ứng dụng :
Dùng trong các mạch điền khiển động cơ, trong các mạch báo
động…