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Der Thyristor

Der Thyristor. Gliederung. Der PN – Übergang Aufbau eines Thyristors Funktionsweise Grundschaltungen Triac Vor- und Nachteile des Thyristors. PN - Übergang. Mit angelegter Spannung Pluspol an der Kathode ---> Sperrrichtung ABER: Pluspol an der Anode ---> Durchlass-richtung (Driftstrom).

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Presentation Transcript

  1. Der Thyristor

  2. Gliederung • Der PN – Übergang • Aufbau eines Thyristors • Funktionsweise • Grundschaltungen • Triac • Vor- und Nachteile des Thyristors

  3. PN - Übergang Mit angelegter Spannung • Pluspol an der Kathode ---> Sperrrichtung • ABER: Pluspol an der Anode ---> Durchlass-richtung (Driftstrom)

  4. Aufbau Der P-Gate Thyristor Symbol Schematische Darstellung Der N-Gate Thyristor: • wechselnde Zonenfolge, mit 3 PN – Übergängen

  5. Funktionsweise • Der Thyristor ist ein steuerbarer Gleichrichter. Er dient zum Schalten und Steuern von großen Leistungen. • Er kann einen Nennstrom von bis zu 1200A und eine Nennspannung von bis zu 3kV schalten.

  6. Funktionsweise Mit angelegter Spannung • Pluspol an der Anode: -1 Sperrschicht -Durchlassrichtung (Vorwärtsrichtung, Schaltrichtung) • Pluspol an der Kathode: -2 Sperrschichten -Sperrrichtung (Rückwärtsrichtung)

  7. Funktionsweise Der Einfluss der Steuerdiode Die Steuerdiode muss positiv gegenüber der Kathode sein. • In Durchlassrichtung: -Steuerstrom zum “Zünden“ zwischen 1 und 50mA -zum Zünden reicht ein Nadelimpuls -der Haltestrom darf nicht unterschritten werden • Im Sperrbereich: ...leitet der Thyristor nie!!!

  8. GrundschaltungenDer T. als Schalter im Gleichstromkreis • Regelung mit Steuerstrom: -Kondensator-löschschaltung • Regelung durch Außenspannung: -mit einem Hilfsthyristor -Die Schaltung kann komplett elektronisch betrieben werden, wenn die Taster durch Tran-sistorkippverstärker ersetzt werden

  9. Grundschaltungen • Beispiel für die Anwendung des Thyristors im Gleichstrombetrieb anhand einer Impuls-längensteuerung

  10. GrundschaltungenDer Thyristor im Wechselstromkreis • Der Thyristor wird in der Regel im Wechsel-stromkreis eingesetzt. • Aus Wechselspannung wird eine pulsierende Gleichspannung. • Die Wirkungsweise des Thyristors anhand von Zeitdiagrammen.

  11. Grundschaltungen • Phasenanschnitt durch zeitlich verschobene Impulse • Die zeitliche Verschiebung des Zündimpulses entspricht einer Phasenverschiebung, deren Wert als Zünd - oder Steuerwinkel bezeichnet wird.

  12. Grundschaltungen • Steuerung eines Thyristors mithilfe einer phasenverschobenen Wechselspannung. • Die Phasenlage lässt sich durch ein Potentiometer zwischen 5° bis 175° einstellen.

  13. Triac • Dieses Bauteil ist im Prinzip eine Kombi-nation aus zwei Thyristoren. • Der Triac lässt beide Stromrichtungen zu.

  14. Vorteile große Leistungen können geschaltet und gesteuert werden geringer Raumbedarf kleine Durchlasswider-stände hohe Sperrwiderstände absolute Wartungsfreiheit keine Funkenbildung Nachteile geringe Wärmekapazität der einzelnen Thyristoren Kühlkörper sind oft erforderlich Zusammenfassung

  15. Quellen • Jean Pütz (Hrg.) „Einführung in die Elektronik“ (Frankfurt am Main, 1975) S. 269-291 Bilder: PN-Übergang http://lexikon.meyers.de/meyers/Halbleiter Thyristor http://www.radio-electronics.com/info/data/semicond/thyristor/thyristor.php und http://ourworld.compuserve.com/homepages/g_Knott/scr.gif Die restlichen Bilder sind aus den Buch Jean Pütz (Hrg.) „Einführung in die Elektronik“ (Frankfurt am Main, 1975)

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