Skip to main content

Thyristor

Tyristoren er en av tre opprinnelige halvlederne som har fått stor betydning innen området kraftelektronikk. Den er en mellomting mellom dioden og transistoren, og kan konstrueres slik at den klarer høye strømmer og spenninger.
Enkelt sagt er tyristoren nærmest en styrbar diode, men man kan ikke styre størrelsen på strømmen som slipper gjennom, slik man styrer transistoren ved å variere spenningen på styreelektroden (basen).
Enten sperrer den, eller så er den åpen (leder strøm). Det er ingen mellomstadier.

Tyristoren kan gjøres ledende mellom anode → katode når anoden har høyere spenning enn katoden, ved å injisere en strømpuls på styreelektroden. Har man ”tent” tyristoren, vil det flyte strøm inntil anoden får lavere spenning enn katoden. Strømmen slukker, og tyristoren sperrer for strøm i motsatt retning.
Den vil ikke lede strøm igjen før spenningen anode → katode igjen blir positiv, og den får en ny strømpuls på styreelektroden. Tenningstidspunktet kan bestemmes vha. av en elektronisk tennpulsgenerator, som kan styres for eksempel av et analogt signal.

Dette kan utnyttes i vekselstrømskretser ved å tenne tyristoren når spenningen anode → katode er positiv, og man forsinker tenningen et stykke inn på sinuskurven. Da vil man få en strøm som flyter i kretsen fra tenning til spenningen anode → katode blir negativ. Strømmen vil da bli bare en del av en halvbølge.

På moderne halvledere går tenningen hurtig, og nesten uten tap. Det negative er at hurtig åpning/lukking genererer skadelige transienter. Særlig i kretser med induktiv eller kapasitiv belastning. Derfor er slike halvledere bestykket med RC-ledd og andre beskyttelseskretser.

Hvis man forsinker tenningen av tyristoren et stykke etter spenningens null-gjennomgang, vil man få en strøm i kretsen som er bare en del av sinusbølgen. Strømmen blir deformert i forhold til ren sinusform, og dette skaper problemer med over harmoniske strømmer. Her må man da vanligvis inn med filter for demping av overharmoniske strømmer og spenninger.

Materialteknisk er tyristoren en halvlederkomponent som er basert på silisium og pådampet forskjellige metallskikt. Den vanligste har PNPN–skikt regnet fra anoden → katoden. Styreelektroden går inn i det neste P-skiktet.

Tyristorens beste egenskaper er at den kan konstrueres slik at den kan klare mye større strømmer og spenninger enn en transistor. Høyeffekt-tyristorer kan konstrueres for flere kV og kA.
Det finnes en rekke varianter for forskjellige formål med forskjellige egenskaper, og vi nevner bare kort; GTO-tyristorer, IGBT-tyristor, COMFET, MCT, SCR, osv.

Om man setter to tyristorer i antiparallell (to parallelle men i motsatt retning) i en fase, får vi det som benevnes som TRIAC. Vi får da styringsmulighet både i positiv og negativ halvbølge.
Det er denne varianten som i hovedsak anvendes i våre tyristorkontrollere/tyristor enheter (controller) fra Advanced Energy Industries.

22.10.2016