Skip to main content

Tristör Nedir – Nasıl Çalışır ve Nerelerde Kullanılır ?

TRİSTÖR NEDİR ve NASIL ÇALIŞIR ?

Tristör nedir ve nasıl çalışır ? Tristör yapısında ne vardır ? Tristörü nerelerde kullanabiliriz ? Tristörün temel görevi nedir ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Tristör Nedir ve Nasıl Çalışır adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

TRİSTÖR NEDİR ?

Tristör , çok katmanlı bir yarı iletken cihazdır, dolayısıyla adının “silikon” bir kısmıdır.”ON” (açık), “kontrollü” kısmını açmak için bir geçit sinyali gerektirir ve “ON” bir düzeltici diyot, adının “doğrultucu” kısmı gibi görünür.Aslında, tristörün devre sembolü, bu cihazın kontrollü bir doğrultucu diyot gibi davrandığını ileri sürmektedir.

Bununla birlikte, iki katmanlı (PNPN) yarı iletken bir cihaz olan bağlantı diyotundan veya üç katmanlı (PNP veya NPN) anahtarlama cihazı olan yaygın olarak kullanılan bipolar transistörden farklı olarak, tristör , dört katmanlı (PNPN) içeren yarı iletken bir cihazdır.Üç PN birleşimi seri .

Diyot gibi, Tristör tek yönlü bir cihazdır, sadece sadece bir yönde akım iletir, ancak bir diyotun aksine, tristörün açık devre anahtarını veya tristörün kapılarının nasıl tetiklendiğine bağlı olarak doğrultucu diyot gibi nasıl çalıştırabilir.Başka bir deyişle, tristörler sadece anahtarlama modunda çalışabilir ve amplifikasyon için kullanılamaz.

Silikon kontrollü redresör SCR, büyük AC voltajlarını ve akımları kontrol etmek için çok hızlı katı hal AC anahtarları gibi davranabilen Triak (Triode AC), Diak (Diode AC) ve UJT’ler (Unijunction Transistör) ile birlikte birkaç güç yarı iletken cihazdan biridir.

Elektronik öğrencileri için bu, AC motorları, lambaları kontrol etmek ve faz kontrolü için bu çok kullanışlı katı hal cihazlarını yapar.

Tristör  üç terminalli bir cihazdır: “Anot”, “Katot” ve “Kapı”

tristör nedir ve nasıl çalışır

Aynı zamanda, “Açık” ve “Kapalı” olarak son derece hızlı bir şekilde açılabilen veya anahtarlanabilir “üç PN birleşimden oluşan, bir yüke seçilen bir miktar güç sağlamak ,yarım döngü boyunca değişken uzunluklar veya süre için “On” olan bir cihazdır.

Tristörün çalışması en iyi şekilde bir çift olarak arka arkaya bağlanmış iki transistörden veya resimde gösterildiği gibi tamamlayıcı rejeneratif anahtarlardan oluştuğu durum varsayılarak açıklanabilir.

Bir Tristör İki Transistör Yapısı :

İki transistör eşdeğer devresi, NPN transistörünün (TR2) toplayıcı akımının, doğrudan PNP transistörünün (TR1) tabanına beslendiğini gösterirken, TR1’in toplayıcı akımı, TR2’nin gate’ine beslenir.

Bu iki birbirine bağlı transistör, her transistörün baz-emiter akımını diğerinin kollektör-emiter akımından aldığından iletkenlik için birbirlerine güvenir.Bu yüzden, transistörlerden birine bir miktar base akımı verene kadar, bir Anot-Katot voltajı mevcut olsa bile hiçbir şey olmaz.

Tristörler Anot terminali Katod’a göre negatif olduğunda, merkez N-P bağlantısı ileri yönde eğilimlidir, ancak iki dış P-N bağlantısı ters çevrilmiştir ve sıradan bir diyot gibi  özellik gösterir.

Bu nedenle, bir tristör, bir miktar yüksek voltaj seviyesinde, iki dış bağlantının kırılma voltaj noktası aşılana ve tristör bir gate sinyali uygulaması olmadan yapılana kadar akış veya ters akımı bloke eder.

Bu, tristörün önemli bir negatif karakteristiğidir, çünkü Tristörler istemeden ters bir aşırı voltajın yanı sıra yüksek sıcaklık veya hızlı yükselen dv/dt voltajı gibi bir aşırı voltaj ile iletime tetiklenebilir.

Anot terminali Katot’a göre pozitif yapılırsa, iki dış P-N birleşimi ,artık ileri doğru eğilimlidir, fakat merkez N-P birleşimi ters eğimlidir.

Bu nedenle ileri akım da bloke edilir. NPN transistörü TR2’nin tabanına pozitif bir akım enjekte edilirse, ortaya çıkan toplayıcı akımı, transistör TR1’in tabanına akar.

Bu da, bir kolektör akımının PNP transistöründe, TR1 ve bunun gibi base akımı veya TR2’yi artıracak şekilde akmasına neden olur.

Çok hızlı bir şekilde iki transistör birbirlerini durduramayacak şekilde rejeneratif bir geri besleme döngüsüne bağlı olduklarından doygunluk yapmaya zorlar.

İletime sokulduktan sonra, Anot ve Katot arasında cihazdan geçen akım, iletkenken cihazın ileri direnci sadece 1 rezistanstan daha düşük olabileceğinden, cihazın iletkenlikteki ileri direnci çok düşük olabilir; ve güç kaybı da düşüktür.

Daha sonra, bir tristörün bir AC kaynağının her iki yönündeki akımı “KAPALI” durumunda engellediğini ve “AÇIK” duruma getirilebildiğini ve uygulama tarafından normal bir doğrultucu diyot veya transistör tabanına pozitif bir akım gibi davranabileceğini görebiliriz.

TR2 burada ,Silikon kontrollü bir redresör için “Gate” terminali olarak adlandırılmıştır.

Bir Silikon Kontrollü Doğrultucunun çalışması için çalışma voltaj akımı I-V karakteristik eğrileri resimde verilmiştir:

Tristör “Açık” duruma getirilip ileri yönde akım geçirdikten sonra (anot pozitif), gate sinyali iki dahili transistörün rejeneratif kilitleme hareketi nedeniyle tüm kontrolü kaybeder.

Rejenerasyon başlatıldıktan sonra geçit sinyallerinin veya palsların uygulanmasının hiçbir etkisi olmayacaktır çünkü tristör zaten iletken ve tamamen ‘açık’ durumdadır.

Transistörden farklı olarak, SCR, bloke olma ve doyma durumları arasındaki bir yük hattı boyunca bazı aktif bölge içinde kalmaya eğilimli olamaz.

Gate “açılma” darbesinin büyüklüğü ve süresi, cihazın dahili olarak kontrol edilmesinden dolayı cihazın çalışması üzerinde çok az etkiye sahiptir.

Daha sonra cihaza anlık bir kapı atımı uygulamak, cihazın sinyal vermesi için yeterlidir ve gate sinyali tamamen çıkarılmış olsa bile sürekli olarak “Açık” olarak kalır.

Bu nedenle, tristör, “Kapalı” veya “Açık” olmak üzere iki kararlı duruma sahip tek durumlu mandal olarak da düşünülebilir.

Bunun nedeni, herhangi bir geçit sinyali uygulanmadığı için, silikon kontrollü bir redresörün bir AC dalga formunun her iki yönünde akımı bloke etmesi ve bir kez iletime tetiklenmesi durumunda, rejeneratif mandallama eylemi, sadece ‘gate’ kullanılarak tekrar ‘kapalı’ olamayacağı anlamına gelir. .

tristör nasıl kullanılır

Peki tristörü nasıl kapatabiliriz ?

Tristör “On” durumuna kendiliğinden kilitlendikten ve bir akım geçtikten sonra, ya besleme voltajını ve dolayısıyla Anot (Ia) akımını tamamen azaltarak ya da Anotunu Katot seviyesine indirerek ki bu durum bazı harici yollardan akım (örneğin bir anahtarın açılması) genellikle “minimum tutma akımı <-> Ih  akımı” olarak adlandırılan bir değerin altına geldiğinde , tekrar sadece “Kapalı” duruma getirilebilir.

Bu nedenle, Anot akımı, tristörlerin dahili olarak kilitlenmiş PN bağlantılarının, kendi kendine iletken olmadan ve cihaza tekrar bir voltaj uygulanmadan önce, bloklama durumlarını geri kazanmaları için yeterince uzun bir süre boyunca azaltılmalıdır.

Açıkçası, o zaman ilk önce bir tristörün iletkenliğe geçmesi için, aynı zamanda yük akımı olan Anot akımı IL, tutma akım değerinden daha büyük olmalıdır. Bu durum ->  IL> IH.

Tristörün, Anot akımı bu minimum tutma değerinin altına düştüğünde “Kapalı” durumuna getirilebildiğinden, sinüzoidal bir AC beslemesinde kullanıldığında, SCR, eşik noktasına yakın bir değerde otomatik olarak “Kapalı” olacaktır.Her yarım döngünün tepe noktasından ve şimdi bildiğimiz gibi, bir sonraki gate tetik darbesinin uygulanmasına kadar “KAPALI” olarak kalacaktır.

Bir AC sinüzoidal voltaj her yarım döngüde polaritede sürekli olarak pozitiften negatife döndüğü için, bu, tristörün pozitif dalga formunun 180 derece de , sıfır noktasında “Kapalı” olmasını sağlar.Bu etki “doğal komütasyon” olarak bilinir ve silikon kontrollü doğrultucunun çok önemli bir özelliğidir.

DC beslemeden beslenen devrelerde kullanılan tristörler, bu doğal komütasyon koşulu anlamında DC besleme gerilimi sürekli olduğu için meydana gelemez, bu nedenle tristörün “Kapalı” duruma getirilmesi için başka bir yol uygun bir şekilde sağlanmalıdır çünkü tetiklendikten sonra iletken kalacaktır.

Bununla birlikte, AC sinüzoidal devrelerde doğal komütasyon, her yarım çevrimde meydana gelir. Sonra, bir AC sinüzoidal dalga formunun pozitif yarı döngüsü sırasında, tristör ileriye doğru bastırılır (anot pozitif) ve a, bir Gate sinyali veya pals kullanılarak “Açık” olarak tetiklenebilir.

Negatif yarı döngü sırasında, Katot pozitif iken Anot negatif hale gelir.Tristör bu voltaj tarafından ters çevrilmiştir ve bir Geçit sinyali mevcut olsa bile iletken olamaz.

Böylece, bir AC dalga formunun pozitif yarısı sırasında uygun bir zamanda bir Gate sinyali uygulayarak, tristör pozitif yarı döngünün sonuna kadar iletime tetiklenebilir.Böylece, faz kontrolü (adı verilen), tristörün AC dalga formunun pozitif yarısı boyunca herhangi bir noktada tetiklenmesi için kullanılabilir ve bir Silikon Kontrollü Doğrultucu’nun birçok kullanımından biri gösterildiği gibi AC sistemlerinin güç kontrolündedir.

Tristör Faz Kontrolü

Her pozitif yarı dönemin başlangıcında SCR “Kapalı” olur.Gate tetiklenmesinin uygulanmasında SCR’yi iletime sokar ve pozitif döngü süresince tamamen “ON” (açık) kalır.

Tristör yarım döngünün başında tetiklenirse (θ = 0 derece), AC dalga formunun (AC doğrultulmuş yarım dalga) tam pozitif döngüsü için yüksek ortalamada yük voltajı 0,318 x Vp (lamba gibi) “Açık” olacaktır.

Gate tetik palsının uygulaması yarım döngü boyunca arttıkça (θ = 0 derece – 90 derece), lamba daha az süre yanar ve lambaya verilen ortalama voltaj da oransal olarak lambanın parlaklığını azaltan şekilde olacaktır.

Daha sonra, AC motor kısma kontrolü, sıcaklık kontrol sistemleri ve güç regülatör devreleri vb. gibi diğer AC güç uygulamalarında olduğu gibi bir AC ışık azaltıcı olarak silikon kontrollü bir doğrultucu kullanabiliriz.

Şimdiye kadar, bir tristörün, esasen Anot pozitif olduğunda döngünün sadece pozitif yarısında ileten ve Anot Geçit sinyalinden bağımsız olarak, Anot negatif olduğunda bir diyot gibi akım akışını engelleyen bir yarı-dalga cihazı olduğunu gördük.

Ancak, her iki yönde de tam dalga iletebilen veya gate sinyali tarafından “Kapalı” duruma getirilebilen “Tristör” çatısı altında bulunan daha fazla yarı iletken cihaz bulunmaktadır.

Bu tür cihazlar arasında “Gate Turn-Off Tristörleri” (GTO), “Statik İndüksiyon Tristörleri” (SITH), “MOS Kontrollü Tristörler” (MCT), “Silikon Kontrollü Anahtarlar” (SCS), “Triode Tristörler” (TRIAC) ve “ Işık Aktive Edilmiş Tristörler ”(LASCR) gibi, bu cihazlar çeşitli voltaj ve akım değerlerinde mevcuttur, ve bu da çok yüksek güç seviyelerinde, uygulamalarda kullanım açısından bunların ilgi çekici olmasını sağlamıştır.

Tristör Özet :

Yaygın olarak Tristörler olarak bilinen Silikon Kontrollü Doğrultucular, ağır elektrik yüklerinin anahtarlanmasında kullanılabilecek birbirine bağlı iki transistör olarak kabul edilebilecek üç bağlantılı PNPN yarı iletken cihazlardır. Geçit terminallerine uygulanan tek bir pozitif akım darbesiyle “AÇIK” olarak kilitlenebilirler ve Katot akımına giden Anot akımı minimum kilitleme seviyesinin altına düşene kadar süresiz olarak “AÇIK” olarak kalırlar.

Tristörün Statik Özellikleri;

Tristörler, sadece anahtarlama modunda çalışabilen yarı iletken cihazlardır.

Tristör akımla çalışan cihazlardır, küçük bir Gate akımı daha büyük bir Anot akımını kontrol eder.

Akımı yalnızca ileri doğrultuğunda ve Gate’e uygulanan akım tetiklediğinde iletir.

Tristör “Açık” olarak tetiklendiğinde bir doğrultucu diyot gibi davranır.

Anot akımı, iletimi korumak için tutma akımından daha büyük olmalıdır.

Gate akımı uygulanmış olsun olmasın, ters eğimli olduğunda akım akışını engeller.

“On” tetiklendiğinde, Anot akımı mandallama akımının üstünde olduğundan emin olarak, bir geçit akımı artık uygulanmadığında bile iletken “Açık” olacaktır.

Tristörler, pek çok devrede elektromekanik röleleri değiştirmek için kullanılabilen, hareketli parçaları olmadığından, temas arızası olmadığından veya korozyon veya kirlenme bulunduğundan yüksek hızlı anahtarlardır.

Ancak, sadece büyük akımları “Açık” ve “Kapalı” olarak değiştirmenin yanı sıra, büyük miktarda gücü tüketmeden AC yük akımının ortalama değerini kontrol etmek için tristörler kullanılabilir.

Tristör güç kontrolünün iyi bir örneği, elektrik aydınlatmasının, ısıtıcıların ve motor hızının kontrolüdür.

TRİSTÖR NEDİR – NASIL ÇALIŞIR SONUÇ :

Bugün Tristör Nedir , Nasıl çalışır adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bir takım bilgiler edinmişsinizdir.Güç elektroniği konusunda paylaşımlarımıza devam edeceğiz.

İyi Çalışmalar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.