Tristör, Tristör Nedir
   

Robotturk, Robotik Ürünler Sitesi

TRİSTÖR NEDİR?

Tristör SembolüTristörler güç elektroniği devrelerinde hızlı anahtarlama görevinde kullanılan, dört yarı iletken maddenin bileşiminden oluşan devre elemanlarıdır. Tristörlere Silikon Kontrollü Doğrultucu anlamına gelen SCR (Silicon Controlled Rectifiers) adı da verilir.

Tristörlerin yapısı birbirini izleyen P tipi ve N tipi dört yarı iletken tabakasından oluşur. Tristörlerin üç bacağından ikisi, P tipi yarı iletken kısımdaki anot, N tipi yarı iletken kısımdaki katot ve diğeri de katota yakın olan P tipi yarı iletken kısımdan çıkarılan Gate bacağıdır. Sağdaki tristörün sembolü gösterilmektedir. Tristörün yarı iletken tabakaları farklı kalınlıklarda olduklarından ve değişik miktarlarda katkılandırıldıklarından dolayı iletkenlikleri de farklıdır.

Tristörler DC ve AC motorların sürücü devrelerinde hız ayarlaması ve dönüş yönlerinin değiştirilmesinde, elektronik kontaktörlerde, zaman rölesinde ve kumandalı doğrultucularda kullanılabilir.

Tristörün Çalışması

Tristörün Yapısı ve Transistör EşleniğiYandaki resimde bir tristörün yapısı ile transistör ve diyot eşlenikleri verilmiştir. Transistörlü eşlenik devresinde de görüldüğü bir tristörün dört yarı iletken katmanından oluşan yapısı birbirine bağlı bir PNP ve NPN transistör çiftine denktir.

Bu çift transistörden oluşan eşlenik devrede G ucunabir akım verilirse, NPN transistörün beyzi tetiklenmiş olur ve transistörün iletime geçmesiyle kollektör akımı hareketi oluşur. NPN transistörün kollektör akımı kendisine bağlı olan PNP transistörün beyz akımını oluşturmaktadır ve böylece PNP transistörü tetikler. PNP transistörün de iletimi geçmesi sonucunda bu transistörün emiter ve kollektörü üzerinden geçen akım ile NPN transistörün beyzi tetiklenir. Böylece G bacağına bir kez uygulanan bir akım ile PNP ve NPN transistörler birbirini tetikleyerek iletim haline geçerler ve bu döngü nedeniyle G bacağına uygulanan akım kesilse dahi iletimde kalırlar.

Tristörlerin Çeşitleri ve Özellikleri

Tristörler işlevlerine, yapılarına veya bacak sayılarına göre pek çok farklı çeşitte üretilirler. Tristörlerin ortak özellikleri olarak en başta yarı iletken oldukları için ömürlerinin çok uzun olduğu, mekanik darbelere karşı duyarsız oldukları ve bakım gerektirmedikleri belirtilebilir. Bunun yanı sıra tristörler çok az ısındıkları için fazla bir soğutma problemleri yoktur ve çok az kayıpla çalıştıkları için de verimleri yüksektir. Tristörlerin tetiklenmeleri için küçük gerilimler yeterlidir ve çok hızlı açılıp kapanabilirler.

Tristörler temel olarak tek yönlü akım ileten tristörler ve çift yönlü akım ileten tristörler olmak üzere iki grupta incelenebilir. Tek yönlü akım ileten tristörlerin başlıcaları; silikon kontrollü doğrultucu (SCR), silikon tek yönlü anahtar (SUS) ve programlanabilir tek jonksiyonlu tristörlerdir (PUT).

Bunlara ek olarak düşük gerilimli devrelerde kullanılan hassas tristörler, gate bacakları anota yakın olan ve negatif pals ile çalışan komplemanter tristörler, iki gateli tetrot tristörler, fototristörler, asimetrik çok hızlı tristörler (ASCR) ve amplifikatör gateli tristörler bulunmaktadır. Bunların yanı sıra çift yönlü akım ileten diyak ve triyaklar da tristör çeşitlerindendir.

Tristörlerin Tetiklenmesi

Tristörleri tetiklemek için farklı yöntemler uygulanabilir. Bunlardan ilki doğru yönde anot – katot gerilimini aşarak tetikleme yöntemidir. Bu yöntemde tristörün anot ucuna artı, katot ucuna eksi bağlanır. Bu durumdayken devreden sadece sızıntı akımı geçer. Ancak gerilim belli bir değere kadar arttırılırsa tristör iletime geçer.

Bir diğer yöntem yüksek değişme dereceli anot – katot gerilimi uygulamaktır. Eğer anot ve katot arasına doğru polarma yönünde anot artı, katot eksi olacak şekilde hızlı değişim gösteren bir gerilim uygulanırsa, tristörün yapısındaki P ve N tabakaları kondansatör etkisi gösterip üzerlerinde gerilim endüklediklerinden dolayı tristör iletime geçer.

Sıcaklık da tristörleri iletime geçirebilir. Sıcaklık artışı nedeniyle tristörün katmanları arasındaki kaçak akımlar artar ve belli bir değere ulaştığında tristör de iletime geçer. Tristörlerin sıcaklık ile iletime geçmesi genellikle istenmeyen bir durumdur.

Fototristörler diğer tristörlerden farklı olarak ışık enerjisi ile tetiklenirler. Bu durumda diyot ve transistörlerde de olduğu gibi ışık bir mercek yardımı ile silisyum yapıya uygulanır ve böylece foto elektrik etkisi ile elektron hareketi başlar. Tristörün anot ve katot kutupları arasındaki iç direnç azalır ve tristör iletime geçer.

Tristörlerin Durdurulması

Doğru akımda çalışan tristörler bir kez tetiklendiğinde tetikleme gerilimi kaldırıldığında da iletimde kalır. Bu nedenle tristörün durdulması için seri anahtar ile durdurma, parelel anahtar ile durdurma ya da kapasitif durdurma yöntemlerinden biri kullanılır. Aşağıdaki resimde bu üç yöntem gösterilmiştir.

Tristör Durdurma Yöntemleri

1.Tristörü seri anahtar ile durdurmak için, tristörün anot akımının geçtiği yola anahtar konulur ve anahtarın açılması ile tristör durdurulur.Tristörü tekrar çalıştırmak için gate bacağını tetiklemek gerekir. Resimdeki bir ve iki numaralı anahtarlar açıldığı zaman anot akımı kesilir ve tristör yalıtkan duruma geçer.

2. Tristörü yalıtkan hale geçirmek için anahtar tristörün anot ve katotu arasına paralel olarak da bağlanabilir. Bu şekilde anahtar kapatıldığında tristörün anot ve katot kutupları arasında kısa devre olur ve akımın tamamı anahtarın üzerinden geçer. Anahtar açılsa bile tristörün yeniden iletime geçmesi için gate bacağını tetiklemek gerekir.

3.Tristörü kondansatör ile durdumrmak için yukarıdaki resimde yeralan 3 numaralı devre gibi bir devre kurulur. Bu devrede tristör A1 anahtarı ile tetiklenip iletime geçtiğinde kondansatör direnç üzerinden kısa sürede şarj olur ve A2 anahtarı kapatıldığında yüklenmiş olan kondansatör tristörün katot kutbundan anoda doğru deşarj olur. Kondansatörden kaynaklanan bu zıt yönlü deşarj akımı, kısa süreli ve yüksek değerli bir akım olduğundan anot akımını bastırıp tristörün yalıtıma geçmesine neden olur.

* Bu makale Robotiksistem tarafından hazırlanmıştır. Robotiksistem.com kaynak gösterilmek kaydıyla kullanılabilir.
© 2009 - 2014