thyristors کا آلہ اور پیرامیٹرز

ایک تھائیرسٹر ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جس میں تین (یا زیادہ) p-n جنکشن ہوتے ہیں، موجودہ وولٹیج کی خصوصیت جس میں منفی تفریق مزاحمتی سیکشن ہوتا ہے اور جو برقی سرکٹس میں سوئچنگ کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

دو آؤٹ پٹ کے ساتھ سب سے آسان تھائرسٹر ایک ڈائیوڈ تھائیرسٹر (ڈائنسٹر) ہے۔ ٹرائیوڈ تھائیرسٹر (SCR) میں ایک تہائی (کنٹرول) الیکٹروڈ بھی ہوتا ہے۔ ڈایڈڈ اور ٹرائیوڈ تھائرسٹرس دونوں میں چار پرتوں کا ڈھانچہ ہوتا ہے جس میں تین p–n جنکشن ہوتے ہیں (تصویر 1)۔

آخری علاقوں p1 اور n2 کو بالترتیب انوڈ اور کیتھوڈ کہا جاتا ہے، ایک کنٹرول الیکٹروڈ درمیانی علاقوں میں سے کسی ایک p2 یا n1 سے جڑا ہوتا ہے۔ P1, P2, P3- p- اور n-علاقوں کے درمیان منتقلی۔

بیرونی سپلائی وولٹیج کا ایک ماخذ E کیتھوڈ کی نسبت ایک مثبت قطب کے ساتھ انوڈ سے جڑا ہوا ہے۔ اگر ٹرائیوڈ تھائیرسٹر کے کنٹرول الیکٹروڈ کے ذریعے موجودہ Iу صفر ہے، تو اس کا آپریشن ڈایڈڈ کے آپریشن سے مختلف نہیں ہے۔ بعض صورتوں میں، مختلف قسم کے برقی چالکتا p-n-p اور n-R-n (تصویر 1، b) والے ٹرانجسٹروں کا استعمال کرتے ہوئے، تھائرسٹر کو دو ٹرانزسٹروں کے برابر ایک سرکٹ کے طور پر پیش کرنا آسان ہے۔

انجیر. 1۔ٹرائیوڈ تھائیرسٹر کا ڈھانچہ (a) اور دو ٹرانجسٹر مساوی سرکٹ (b)

جیسا کہ انجیر سے دیکھا جا سکتا ہے۔ 1، b، ٹرانزیشن P2 مساوی سرکٹ میں دو ٹرانزسٹروں کی مشترکہ کلیکٹر ٹرانزیشن ہے، اور ٹرانزیشن P1 اور P3 ایمیٹر جنکشن ہیں۔ جیسے جیسے فارورڈ وولٹیج Upr بڑھتا ہے (جو پاور سورس E کے emf کو بڑھا کر حاصل کیا جاتا ہے)، تھائیرسٹر کرنٹ اس وقت تک تھوڑا سا بڑھتا ہے جب تک کہ وولٹیج Upr ٹرن آن وولٹیج Uin کے برابر، بریک ڈاؤن وولٹیج کی ایک خاص اہم قدر کے قریب نہ پہنچ جائے۔ 2)۔

چاول۔ 2. کرنٹ وولٹیج کی خصوصیات اور ٹرائیوڈ تھائیرسٹر کا روایتی عہدہ

P2 ٹرانزیشن میں بڑھتی ہوئی برقی فیلڈ کے زیر اثر وولٹیج Upr میں مزید اضافے کے ساتھ، ایٹموں کے ساتھ چارج کیریئرز کے تصادم کے دوران اثر آئنائزیشن کے نتیجے میں بننے والے چارج کیریئرز کی تعداد میں تیزی سے اضافہ دیکھا گیا ہے۔ نتیجے کے طور پر، جنکشن کرنٹ تیزی سے بڑھتا ہے کیونکہ n2 پرت سے الیکٹران اور p1 پرت سے سوراخ p2 اور n1 تہوں میں دوڑتے ہیں اور انہیں اقلیتی چارج کیریئرز کے ساتھ سیر کرتے ہیں۔ ماخذ E کے EMF میں مزید اضافے یا ریزسٹر R کی مزاحمت میں کمی کے ساتھ، آلہ میں کرنٹ I — V خصوصیت کے عمودی حصے کے مطابق بڑھتا ہے (تصویر 2)

کم از کم فارورڈ کرنٹ جس پر تھائرسٹر باقی رہتا ہے اسے ہولڈنگ کرنٹ Isp کہا جاتا ہے۔ جب فارورڈ کرنٹ Ipr <Isp (تصویر 2 میں I - V کی خصوصیت کی نزولی شاخ) کی قدر تک کم ہو جاتا ہے، تو کنکشن کی اعلیٰ مزاحمت بحال ہو جاتی ہے اور تھائرسٹر بند ہو جاتا ہے۔ p - n جنکشن کا مزاحمتی بازیافت کا وقت عام طور پر 1 - 100 µs ہے۔

وولٹیج Uin جس پر برفانی تودے کی طرح کرنٹ کا اضافہ شروع ہوتا ہے اسے P2 جنکشن سے متصل ہر تہہ میں اقلیتی چارج کیریئرز کو مزید متعارف کروا کر کم کیا جا سکتا ہے۔ یہ اضافی چارج کیریئرز P2 p-n جنکشن میں آئنائزیشن ایکشنز کی تعداد میں اضافہ کرتے ہیں اور اس وجہ سے ٹرن آن وولٹیج Uincl کم ہو جاتا ہے۔

ٹرائیوڈ تھائریسٹر میں اضافی چارج کیریئرز کو تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔ 1، ایک آزاد وولٹیج ذریعہ سے چلنے والے معاون سرکٹ کے ذریعہ p2 پرت میں متعارف کرایا جاتا ہے۔ کنٹرول کرنٹ کے بڑھنے سے ٹرن آن وولٹیج میں جس حد تک کمی واقع ہوتی ہے اسے تصویر 2 میں منحنی خطوط پر دکھایا گیا ہے۔ 2.

کھلی (آن) حالت میں منتقل کرتے ہوئے، تھائرسٹر بند نہیں ہوتا ہے تب بھی جب کنٹرول کرنٹ Iy صفر تک کم ہو جاتا ہے۔ thyristor کو یا تو بیرونی وولٹیج کو ایک خاص کم از کم قدر تک کم کر کے بند کیا جا سکتا ہے، جس پر کرنٹ ہولڈنگ کرنٹ سے کم ہو جاتا ہے، یا کنٹرول الیکٹروڈ کے سرکٹ کو منفی کرنٹ پلس فراہم کر کے، جس کی قدر، تاہم ، فارورڈ سوئچ موجودہ Ipr کی قدر کے مطابق ہے۔

ٹرائیوڈ تھائرسٹر کا ایک اہم پیرامیٹر انلاکنگ کنٹرول کرنٹ Iu آن ہے - کنٹرول الیکٹروڈ کا کرنٹ، جو کھلی حالت میں تھائرسٹر کے سوئچنگ کو یقینی بناتا ہے۔ اس کرنٹ کی قدر کئی سو ملی ایمپیئر تک پہنچ جاتی ہے۔

انجیر. 2 یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ جب thyristor پر ریورس وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو اس میں ایک چھوٹا کرنٹ آتا ہے، کیونکہ اس صورت میں ٹرانزیشن P1 اور P3 بند ہو جاتے ہیں۔ الٹی سمت میں thyristor کو پہنچنے والے نقصان سے بچنے کے لیے (جو فالج کے تھرمل بریک ڈاؤن کی وجہ سے thyristor کو آپریشن سے باہر کر دیتا ہے)، ریورس وولٹیج کا Urev.max سے کم ہونا ضروری ہے۔

سڈول ڈائیوڈ اور ٹرائیوڈ تھائیرسٹرس میں، الٹا I — V خصوصیت آگے والے کے ساتھ ملتی ہے۔ یہ دو ایک جیسے چار پرتوں کے ڈھانچے کے مخالف متوازی کنکشن کے ذریعے یا چار p-n جنکشن کے ساتھ خصوصی پانچ پرتوں کے ڈھانچے کا استعمال کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔

چاول۔ 3. ایک سڈول تھریسٹر کی ساخت (a)، اسکیمیٹک نمائندگی (b) اور کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت (c)

فی الحال، thyristors 3000 A تک کرنٹ اور 6000 V تک ٹرن آن وولٹیج کے لیے تیار کیے جاتے ہیں۔

زیادہ تر thyristors کے بنیادی نقصانات نامکمل کنٹرولیبلٹی (Thyristor کنٹرول سگنل کو ہٹانے کے بعد بند نہیں ہوتا) اور نسبتاً کم رفتار (دسیوں مائیکرو سیکنڈز) ہیں۔ تاہم، حال ہی میں، thyristors بنائے گئے ہیں جس میں پہلی خرابی کو دور کر دیا گیا ہے (کنٹرول کرنٹ کا استعمال کرتے ہوئے تائیرسٹرز کو لاک کرنا بند کیا جا سکتا ہے)۔

Potapov L.A.