Thyristor est l'abréviation de thyristor, également connu sous le nom de redresseur commandé au silicium (SCR), anciennement appelé thyristor. Le thyristor peut être allumé par un signal, mais ne peut pas être éteint ; c'est pourquoi il est qualifié de dispositif semi-commandé. Le terme « thyristor » désigne souvent spécifiquement un type de thyristor de base — le thyristor commun. Cependant, dans un sens large, le terme « thyristor » englobe également de nombreux dispositifs dérivés, tels que le thyristor bidirectionnel (TRIAC), le thyristor rapide (FST), le thyristor à conduction inverse (RCT) et le thyristor commandé par la lumière (LTT), entre autres.
1. La structure du thyristor
À l'heure actuelle, les structures de forme couramment utilisées pour les thyristors à haute puissance sont le type boulon et le type plaque. Ce dispositif présente une structure à quatre couches avec trois jonctions PN. Sa forme, sa structure et ses symboles graphiques sont illustrés sur la figure.
L'intérieur du thyristor est une structure semi-conductrice à quatre couches PNPN, appelées régions P1, N1, P2 et N2. Les deux électrodes issues de la couche P la plus externe et de la couche N sont respectivement l'anode A et la cathode K, tandis que l'électrode issue de la couche P2 située au milieu est la gâchette G (également appelée électrode de commande). Ces quatre régions forment trois jonctions PN, J1, J2 et J3. Par conséquent, le thyristor peut être équivalent à trois jonctions PN en série, comme illustré à la figure 8-2. Le nom international courant du thyristor est Thyristor, abrégé en VT.
Le thyristor est un dispositif électronique de puissance qui génère de la chaleur en raison des pertes lors de son fonctionnement ; il est donc nécessaire d'installer un radiateur. Pour le boîtier de type boulon, le boulon constitue généralement l'anode, qui est formée en boulon afin de pouvoir être solidement connectée au radiateur et facile à installer. Elle est serrée sur le radiateur en aluminium par l'intermédiaire de l'anode (boulon) pour assurer un refroidissement naturel ; le thyristor plat est composé de deux dissipateurs thermiques mutuellement isolés qui serrent les thyristors et sont refroidis par air froid.
Le type à plaque plane offre un bon effet de dissipation thermique des deux côtés, et le thyristor dont le courant nominal est supérieur à 200 A adopte une structure à plaque plane. En outre, il peut également être refroidi par des méthodes de refroidissement telles que le refroidissement à eau et le refroidissement à huile.
Deuxièmement, le principe de fonctionnement du thyristor
Une expérience simple est réalisée à l'aide du circuit représenté sur la figure afin d'illustrer le principe de fonctionnement du thyristor. Le circuit principal du thyristor est composé de l'alimentation électrique Us, de la lampe à incandescence, de l'anode et de la cathode du thyristor. L'alimentation Uc, l'interrupteur S, la gâchette du thyristor et la cathode forment un circuit de commande, également appelé circuit de déclenchement.
Lorsque l'anode A du thyristor est connectée à la borne positive de l'alimentation Us, la cathode K est reliée à la borne négative de l'alimentation par l'intermédiaire de la lampe à incandescence ; à ce moment-là, le thyristor est soumis à une tension directe. Lorsque l'interrupteur S du circuit de commande est ouvert, la lampe à incandescence ne s'allume pas, ce qui indique que le thyristor n'est pas en état de conduction.
Lorsque l'anode et la cathode du thyristor sont soumises à une tension directe, l'interrupteur S du circuit de commande est fermé, de sorte que l'électrode de commande est également soumise à une tension directe (la tension entre l'électrode de commande et la cathode). À ce moment-là, l'ampoule incandescente s'allume, indiquant que le thyristor est enclenché.
Lorsque le thyristor est allumé, supprimez la tension sur la borne de commande (le Kaimei S est sur le point d'être déconnecté), et la lampe à incandescence reste allumée. Cela montre qu'une fois le thyristor allumé, la borne de commande perd sa fonction de contrôle.
Lorsqu'une tension inverse est appliquée entre l'anode et la cathode du thyristor, que l'électrode de commande soit sous tension ou non, la lampe ne s'allume pas, et le thyristor est alors bloqué. Si une tension inverse est appliquée à l'électrode de commande, quel que soit le sens de la tension dans le circuit principal du thyristor – qu'il s'agisse d'une tension directe ou d'une tension inverse – le thyristor ne conduira pas.
Les conclusions suivantes découlent des résultats expérimentaux ci-dessus.
(1) Pour que le thyristor s'allume, deux conditions doivent être remplies simultanément :
① Une tension directe est appliquée entre l'anode A et la cathode K du thyristor, et ② une tension et un courant directs appropriés sont également ajoutés entre la gâchette G et la cathode K du thyristor.
(2) Une fois le thyristor allumé, la gâchette perd le contrôle ; le thyristor est donc un dispositif à demi-commande.
(3) Afin d'interrompre le fonctionnement du thyristor, il faut réduire le courant de l'anode A à zéro ou au-dessous d'une certaine valeur. Cela peut être réalisé en réduisant la tension de l'anode A à zéro ou en appliquant une tension inverse à l'anode.