Выбор и замена Тиристоров / Симисторов их отличия, принципы подбора аналогов
Для тех кому лень или по каким либо другим причинам нет возможности подбирать аналог, вы можете заказать эту услугу. Но вы должны знать о всех последствиях применения аналогов. Пример по аналогии с транзисторами здесь. Если же есть желание и время научится это делать самим - читаем дальше.....
Тиристор
Тири́стор (от ТИРатрон + транзИСТОР) — полупроводниковый прибор, выполненный на основе полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния:
- Закрытое состояние — состояние низкой проводимости;
- Открытое состояние — состояние высокой проводимости;
Это позволяет использовать его как управляемый электрическим сигналом электронный переключатель. Например маленький микроконтроллер может управлять через него 5 киловаттным двигателем. Главные преимущества:
- Высокая скорость переключения, во много раз превосходящее электромагнитное реле
- Небольшие габариты в отличие от механических переключателей
Более подробно об этом типе прибора здесь. Остальные ссылки на тему тиристоров и симисторов в конце статьи.
Структура и устройство классического тиристора, вольт-амперный график управляющих сигналов, транзисторный эквивалент, графическое обозначение на этом рисунке
Расшифровка сокращений на этом рисунке:
К - катод, Uy - напряжение управления, УЭ - управляющий электрод, n2 - полупроводник n-типа, П2 - полупроводник p-типа, А- анод, R - нагрузка, Uвн - внешний источник напряжения (источник энергии которым мы управляем). Вероятный источник этих изображений здесь, там же можно почитать подробней о протекающих процессах в этой структуре из полупроводников.
Симистор
Сими́стор (симметричный триодный тиристор) или триак (от англ. TRIAC — triode for alternating current) — полупроводниковый прибор, являющийся разновидностью тиристоров и используемый для коммутации в цепях переменного тока. В электронике часто рассматривается как управляемый выключатель (ключ). В отличие от тиристора, имеющего катод и анод (полярность подключения важна), в симисторе основные (силовые) выводы называть катодом или анодом некорректно, так как в силу структуры симистора они являются тем и другим одновременно.
Однако, по способу включения относительно управляющего электрода основные выводы симистора различаются, причём имеет место их аналогия с катодом и анодом тиристора.
Симистор имеет пятислойную структуру полупроводника. Упрощённо симистор можно представить в виде эквивалентной схемы из двух триодных тиристоров (тринисторов), включённых встречно-параллельно. Следует, однако, заметить, что управление симистором отличается от управления двумя встречно-параллельными тринисторами. Более подробно можно прочитать здесь. Остальные ссылки на тему тиристоров и симисторов в конце статьи.
Ключевые характеристики на которые следует обращать внимание при выборе аналога тиристора/симистора в порядке важности по убыванию
Эти параметры и характеристики так же можно использовать для выбора тиристора или симистора для самодельных схем. Более подробную информацию можно получить по ссылкам в конце. Далее под слово прибор - имеет значение тиристор или симистор.
- Действующее значение протекающего тока - величина проходящего через прибор тока когда он находится в открытом состояние. В международной документации обычно обозначается как IT(RMS), в отечественной Iос.ср.макс. и измеряется в амперах А.
- Максимальное напряжение, прикладываемое в схеме к прибору в закрытом состояние. Не должно превышать допустимого значения повторяющегося импульсного напряжения. В международной документации обычно обозначается как UDRM, в отечественной Uзс.повт.макс, и измеряется в вольтах V/В. Обычно для приборов работающих в сети ~220в мы видим значение 600-800 вольт - это объясняется практическим расчётом по формуле Где КС - коэффициент возможного повышения напряжения 10%. КП - коэффициент возможного перенапряжения 1,5. Где в итоге мы получаем цифру 2,32. При умножение на сетевое напряжение ~220в получаем 510,4. Так же нужно помнить, что 220в - это среднее действующее напряжение принятое в электротехнике, амплитудное же составляет 310в.
- Ток включения прибора - величина тока на управляющем контакте для гарантированного включения прибора. В международной документации обычно обозначается как IGT, в отечественной IL. и измеряется в миллиамперах mA.
- Напряжение включения прибора - величина напряжения на управляющем контакте для гарантированного включения прибора. В международной документации обычно обозначается как UGT, в отечественной UGT - измеряется в миллиамперах mA.
- Критическая скорость нарастания напряжения - имеет большее значение чем в диодах, т.к. прибор имеет более одного p-n перехода. При скорости нарастания более некоторой критичной, произойдёт открытие p-n-p-n структуры даже без подачи открывающего тока в управляющий электрод (см. больше информации по ссылкам). В международной документации обычно обозначается как dV/dt, в отечественной (dUD/dt)crit. измеряется в вольтах на микросекунды V/µs.
- Критическую скорость нарастания тока в открытом состоянии - в момент открытия прибора по управляющему электроду из-за неоднородностей в полупроводниковом кристалле прибора ток через структуру начинает протекать в некоторой, ограниченной по площади зоне. Площадь зоны протекания тока постепенно увеличивается и в конце концов ток начинает протекать через всю поверхность переходов. Если ток после открывания тиристора увеличивается очень быстро, то зона, где протекает ток, не «успевает» расшириться до всей площади переходов и поэтому в локальном месте начального протекания тока его плотность достигает значений, при которых возможно разрушение переходов в структуре из-за теплового пробоя и выход прибора из строя. В международной документации обычно обозначается как (dI/dt)c, в отечественной (diT/dt)crit, измеряется в амперах на миллисекунды A/ms.
Касательно различий в начальной маркировки тиристоров/симисторов.
Наиболее часто возникает вопрос чем отличается BTA, BTB, BT. Ответ можно узнать из даташита, но более быстрый ответ - это особенности корпуса, третий символ обозначает наличие изоляции внутри корпуса. A - изолированный, B - не изолированый. Т.е металличиеская часть корпуса не соедиенина с средним контактом - если вариант изолированный. По крайней это касается приборов фирмы STMicroelectronics. Ссылка на эту тему на forum.cxem.net.
Остальные параметры менее важны, но если вы хотите больше знать о всех характеристиках этих приборов, обратитесь к официальным документам производителей. Данные документы принято называть даташитами (DATASHEET).
Ссылки на документы использованные при написание этой статьи