Многие современные электроприборы не могут использовать электричество в том виде, в котором оно поступает из сети. Например, для того, чтобы управлять консольным краном, требуется плавно менять обороты приводящего его в движение мотора, а это невозможно без регулирования частоты тока. Поэтому в промышленности применяются специальные преобразователи, инверторы и регуляторы мощности. Наиболее важными элементами таких устройств являются тиристоры, которые также называют частично управляемыми электронными ключами.

Устройство и принцип действия тиристора

Принципиальная схема

Как известно, полупроводники могут иметь положительную или отрицательную проводимость. В зависимости от этого свойства такой материал обозначают как «p» (positive) или «n» (negative). Чтобы создать тиристор, потребуется два полупроводниковых слоя с положительной проводимостью и столько же – с отрицательной. Эти элементы должны быть последовательно соединены между собой следующим образом: «pnpn».

К внутренним слоям кристалла тиристора присоединяются управляющие электроды (базы). С их помощью в дальнейшем будет происходить открытие и закрытие ключа. Свойства прибора зависят от того, каким образом подключены эти электроды. Чаще всего используются так называемые тринисторы – тиристоры с тремя контактами:

• Анодный вход.
• Катодный выход.
• Управляющий электрод, прикрепленный к одному из двух внутренних слоёв.

Существуют также симисторы – они могут пропускать ток как от анода к катоду, так и в обратном направлении. В их конструкцию входит еще один, пятый по счёту полупроводниковый слой.

Как работает прибор?

У тиристора есть «близкий родственник» - транзистор. Проводимость этого элемента пропорциональна величине тока, поданного на управляющий электрод. Электронный ключ работает несколько иначе. В исходном состоянии он полностью заперт. Но если на управляющий электрод подано напряжение, превышающее некое пороговое значение, тиристор открывается, через него свободно проходит ток от анода к катоду. Переход из одного состояния в другое происходит одномоментно, без каких-либо пауз и плавного изменения проводимости.

При этом исчезновение напряжения на управляющем электроде не приведёт к закрытию тиристора. Подключенное через этот прибор электрооборудование кранов продолжит свою работу. Возвращение в исходное состояние произойдет только после разъединения основной цепи.