i TIRISTORI Contrariamente ai transistor - che posseggono una zona di lavoro di tipo lineare - zona lineare I V retta di carico

i TIRISTORI Contrariamente ai transistor - che posseggono una zona di lavoro di tipo lineare - i tiristori sono dispositivi di tipo on-off, al pari dei relè e degli interruttori. ciò significa quindi che posseggono solo due stati: saturazione saturo oppure interdetto interdizione I V

i TIRISTORI vi sono vari tipi di tiristori: - diodo di Shockley - Silicon Controlled Rectifier (SCR) - TRIode Alterned Current (TRIAC) - DIode Alterned Current (DIAC) - Gate Turn-Off (GTO) - Light-Activated Scr (LASCR) - Unijunction Transistor (UJT) - Programmable Unijunction Transistor (PUT) - Silicon Bilateral Switch (SBS) - Silicon Controlled Switch (SCS) - ecc...

diodo di Shockley IAK VAK regione di svuotamento POLARIZZAZIONE DIRETTA P N ANODO CATODO IAK VAK 1µA 100V

diodo di Shockley IAK VAK POLARIZZAZIONE DIRETTA ANODO CATODO P N P N regione di svuotamento IAK VAK 1µA 300V

diodo di Shockley IAK VAK POLARIZZAZIONE DIRETTA ANODO CATODO P N P N regione di svuotamento IAK VAK 1µA BDV! 500V

diodo di Shockley IAK VAK POLARIZZAZIONE DIRETTA ANODO CATODO P N P N regione di svuotamento IAK VAK INNESCO 2 VF 1A 500V

diodo di Shockley IAK VAK 2 regioni di svuotamento POLARIZZAZIONE INVERSA ANODO CATODO P N P N IAK VAK 800V 500V

SCR (Silicon Controlled Rectifier) GATE SCR = diodo di Shockley con Gate ANODO CATODO A K G P N P N IAK VAK 0mA IGATE 30mA 20 10 5 = diodo di Shockley 800V 500V

SCR: la caratteristica I-V VBO = tensione di break-over IH = corrente di holding VH = tensione di holding ID = corrente di fuga VT = caduta di tens. in on-state IT = corrente di lavoro VDRM = tensione max diretta VRRM = tensione max inversa IAK IT VT VH IH VRRM ID VBO VAK (VDRM)

SCR: il circuito equivalente P N A K G A K G P N A K G P N A K G IG IAK t La reazione positiva fa sì che dopo un breve impulso di gate l’SCR rimanga innescato fino a quando non viene tolta l’alimentazione

SCR: ideale in alternata Una volta innescato, l’SCR rimane nello stato di conduzione fino a quando tensione o corrente non scendono al di sotto dei limiti VH e IH. Per tale motivo, l’SCR non può essere usato nei circuiti in continua, ma risulta ideale per i circuiti in alternata, dove ad ogni passaggio per lo zero avviene il disinnesco automatico e quindi il blocco della corrente nel carico. FASE NEUTRO CIRCUITO DI CONTROLLO CARICO in alternata

SCR: le forme d’onda t t t t Vac Vg Ig IT VT F CARICO N GENERATORE DI IMPULSI CARICO Vg Ig t IT t VT t

la “parzializzazione di fase”

i circuiti per la parzializzazione di fase

i contenitori per gli SCR

esempi di packaging di tiristori

TRIAC (TRIode Alterned Current) Il Triac è di tipo bidirezionale, e può essere innescato per VT sia positive che negative Ciò significa che - potendo controllare entrambe le semionde - con il Triac si può inviare ad un carico fino al 100% della potenza, mentre con un SCR solo al massimo il 50%. IT VT G A1, T1 A2, T2 ON OFF OFF ON

TRIAC mentre però un SCR raggiunge i 3600 V e i 9600 A, un Triac raggiunge solo i 1800 V e i 70 A ciò significa che per un carico di grossa potenza occorre usare due SCR in antiparallelo

i “quadranti” d’innesco TRIAC VT2 + VG + VT2 + VG - VT2 - VG - VT2 - VG + i “quadranti” d’innesco I° II° III° IV° VG VGT IGT IG area di innesco sicura area di innesco incerta

TRIAC area di innesco e caduta di tensione in conduzione per SCR e Triac

DIAC T1 T2

GTO (Gate Turn-Off) Ig t IT il GTO - analogo all’SCR - può essere bloccato da un impulso negativo di gate per tale motivo il GTO risulta estremamente vantaggioso nelle applicazioni in continua, dove a differenza dell’SCR può essere bloccato facilmente, senza ricorrere a circuiti particolari Ig t IT grazie al GTO è possibile infatti controllare la velocità di un motore DC (ad esempio nella trazione ferroviaria) utilizzando la tecnica PWM