Der Thyristor

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Der Thyristor

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Gliederung

• Der PN Übergang
• Aufbau eines Thyristors
• Funktionsweise
• Grundschaltungen
• Triac
• Vor- und Nachteile des Thyristors

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PN - Übergang

• Mit angelegter Spannung
• Pluspol an der Kathode ---gt Sperrrichtung
• ABER Pluspol an der Anode ---gt
  Durchlass-richtung (Driftstrom)

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Aufbau
Der P-Gate Thyristor
Symbol
Schematische Darstellung
Der N-Gate Thyristor

• wechselnde Zonenfolge, mit 3 PN Übergängen

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Funktionsweise

• Der Thyristor ist ein steuerbarer Gleichrichter.
  Er dient zum Schalten und Steuern von großen
  Leistungen.
• Er kann einen Nennstrom von bis zu 1200A und eine
  Nennspannung von bis zu 3kV schalten.

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Funktionsweise

• Mit angelegter Spannung
• Pluspol an der Anode
• -1 Sperrschicht
• -Durchlassrichtung
• (Vorwärtsrichtung,
• Schaltrichtung)
• Pluspol an der Kathode
• -2 Sperrschichten
• -Sperrrichtung
• (Rückwärtsrichtung)

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Funktionsweise Der Einfluss der Steuerdiode

• Die Steuerdiode muss positiv gegenüber der
  Kathode sein.
• In Durchlassrichtung
• -Steuerstrom zum Zünden
• zwischen 1 und 50mA
• -zum Zünden reicht ein
• Nadelimpuls
• -der Haltestrom darf nicht
• unterschritten werden
• Im Sperrbereich
• ...leitet der Thyristor nie!!!

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GrundschaltungenDer T. als Schalter im
Gleichstromkreis

• Regelung mit Steuerstrom
• -Kondensator-löschschaltung
• Regelung durch Außenspannung
• -mit einem Hilfsthyristor
• -Die Schaltung kann komplett elektronisch
  betrieben werden, wenn die Taster durch
  Tran-sistorkippverstärker ersetzt werden

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Grundschaltungen

• Beispiel für die Anwendung des Thyristors im
  Gleichstrombetrieb anhand einer
  Impuls-längensteuerung

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GrundschaltungenDer Thyristor im
Wechselstromkreis

• Der Thyristor wird in der Regel im
  Wechsel-stromkreis eingesetzt.
• Aus Wechselspannung wird eine pulsierende
  Gleichspannung.
• Die Wirkungsweise des Thyristors anhand von
  Zeitdiagrammen.

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Grundschaltungen

• Phasenanschnitt durch zeitlich verschobene
  Impulse
• Die zeitliche Verschiebung des Zündimpulses
  entspricht einer Phasenverschiebung, deren Wert
  als Zünd - oder Steuerwinkel bezeichnet wird.

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Grundschaltungen

• Steuerung eines Thyristors mithilfe einer
  phasenverschobenen Wechselspannung.
• Die Phasenlage lässt sich durch ein Potentiometer
  zwischen 5 bis 175 einstellen.

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Triac

• Dieses Bauteil ist im Prinzip eine Kombi-nation
  aus zwei Thyristoren.
• Der Triac lässt beide Stromrichtungen zu.

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Zusammenfassung

• Vorteile
• große Leistungen können geschaltet und gesteuert
  werden
• geringer Raumbedarf
• kleine Durchlasswider-stände
• hohe Sperrwiderstände
• absolute Wartungsfreiheit
• keine Funkenbildung

• Nachteile
• geringe Wärmekapazität der einzelnen Thyristoren
• Kühlkörper sind oft erforderlich

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Quellen

• Jean Pütz (Hrg.) Einführung in die Elektronik
  (Frankfurt am Main, 1975)
• S. 269-291
• Bilder PN-Übergang http//lexikon.meyers.de/
  meyers/Halbleiter
• Thyristor http//www.radio-electronics.com/info/d
  ata/semicond/thyristor/thyristor.php und
  http//ourworld.compuserve.com/homepages/g_Knott/s
  cr.gif
• Die restlichen Bilder sind aus den Buch
• Jean Pütz (Hrg.) Einführung in die
  Elektronik (Frankfurt am Main, 1975)

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