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Der Thyristor Aydin Asri 1. Gliederung Der PN – Übergang Der PN – Übergang Aufbau eines Thyristors Aufbau eines Thyristors Funktionsweise Funktionsweise.

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Präsentation zum Thema: "Der Thyristor Aydin Asri 1. Gliederung Der PN – Übergang Der PN – Übergang Aufbau eines Thyristors Aufbau eines Thyristors Funktionsweise Funktionsweise."—  Präsentation transkript:

1 Der Thyristor Aydin Asri 1

2 Gliederung Der PN – Übergang Der PN – Übergang Aufbau eines Thyristors Aufbau eines Thyristors Funktionsweise Funktionsweise Grundschaltungen Grundschaltungen Triac Triac Vor- und Nachteile des Thyristors Vor- und Nachteile des Thyristors Aydin Asri 2

3 PN - Übergang Mit angelegter Spannung Pluspol an der Kathode ---> Sperrrichtung Pluspol an der Kathode ---> Sperrrichtung ABER: Pluspol an der Anode ---> Durchlass-richtung (Driftstrom) ABER: Pluspol an der Anode ---> Durchlass-richtung (Driftstrom) Aydin Asri 3

4 Aufbau Aufbau wechselnde Zonenfolge, mit 3 PN – Übergängen wechselnde Zonenfolge, mit 3 PN – Übergängen Symbol Schematische Darstellung Der N-Gate Thyristor: Aydin Asri 4 Der P-Gate Thyristor

5 Funktionsweise Der Thyristor ist ein steuerbarer Gleichrichter. Er dient zum Schalten und Steuern von großen Leistungen. 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. Er kann einen Nennstrom von bis zu 1200A und eine Nennspannung von bis zu 3kV schalten. Aydin Asri 5

6 Funktionsweise Mit angelegter Spannung Pluspol an der Anode: Pluspol an der Anode: -1 Sperrschicht -1 Sperrschicht -Durchlassrichtung -Durchlassrichtung (Vorwärtsrichtung, (Vorwärtsrichtung, Schaltrichtung) Schaltrichtung) Pluspol an der Kathode: Pluspol an der Kathode: -2 Sperrschichten -2 Sperrschichten -Sperrrichtung -Sperrrichtung (Rückwärtsrichtung) (Rückwärtsrichtung) Aydin Asri 6

7 Funktionsweise Der Einfluss der Steuerdiode Die Steuerdiode muss positiv gegenüber der Kathode sein. Die Steuerdiode muss positiv gegenüber der Kathode sein. In Durchlassrichtung: In Durchlassrichtung: -Steuerstrom zum Zünden -Steuerstrom zum Zünden zwischen 1 und 50mA zwischen 1 und 50mA -zum Zünden reicht ein -zum Zünden reicht ein Nadelimpuls Nadelimpuls -der Haltestrom darf nicht -der Haltestrom darf nicht unterschritten werden unterschritten werden Im Sperrbereich: Im Sperrbereich:...leitet der Thyristor nie!!!...leitet der Thyristor nie!!! Aydin Asri 7

8 Grundschaltungen Der T. als Schalter im Gleichstromkreis Regelung mit Steuerstrom: Regelung mit Steuerstrom: -Kondensator- löschschaltung -Kondensator- löschschaltung Regelung durch Außenspannung: Regelung durch Außenspannung: -mit einem Hilfsthyristor -mit einem Hilfsthyristor -Die Schaltung kann komplett elektronisch betrieben werden, wenn die Taster durch Tran- sistorkippverstärker ersetzt werden -Die Schaltung kann komplett elektronisch betrieben werden, wenn die Taster durch Tran- sistorkippverstärker ersetzt werden Aydin Asri 8

9 Grundschaltungen Beispiel für die Anwendung des Thyristors im Gleichstrombetrieb anhand einer Impuls- längensteuerung Beispiel für die Anwendung des Thyristors im Gleichstrombetrieb anhand einer Impuls- längensteuerung Aydin Asri 9

10 Grundschaltungen Der Thyristor im Wechselstromkreis Der Thyristor wird in der Regel im Wechsel- stromkreis eingesetzt. Der Thyristor wird in der Regel im Wechsel- stromkreis eingesetzt. Aus Wechselspannung wird eine pulsierende Gleichspannung. Aus Wechselspannung wird eine pulsierende Gleichspannung. Die Wirkungsweise des Thyristors anhand von Zeitdiagrammen. Die Wirkungsweise des Thyristors anhand von Zeitdiagrammen. Aydin Asri 10

11 Grundschaltungen Phasenanschnitt durch zeitlich verschobene Impulse Phasenanschnitt durch zeitlich verschobene Impulse Die zeitliche Verschiebung des Zündimpulses entspricht einer Phasenverschiebung, deren Wert als Zünd - oder Steuerwinkel bezeichnet wird. Die zeitliche Verschiebung des Zündimpulses entspricht einer Phasenverschiebung, deren Wert als Zünd - oder Steuerwinkel bezeichnet wird. Aydin Asri 11

12 Grundschaltungen Steuerung eines Thyristors mithilfe einer phasenverschobenen Wechselspannung. Steuerung eines Thyristors mithilfe einer phasenverschobenen Wechselspannung. Die Phasenlage lässt sich durch ein Potentiometer zwischen 5° bis 175° einstellen. Die Phasenlage lässt sich durch ein Potentiometer zwischen 5° bis 175° einstellen. Aydin Asri 12

13 Triac Dieses Bauteil ist im Prinzip eine Kombi- nation aus zwei Thyristoren. Dieses Bauteil ist im Prinzip eine Kombi- nation aus zwei Thyristoren. Der Triac lässt beide Stromrichtungen zu. Der Triac lässt beide Stromrichtungen zu. Aydin Asri 13

14 Zusammenfassung Vorteile Vorteile - große Leistungen können geschaltet und gesteuert werden - geringer Raumbedarf - kleine Durchlasswider- stände - hohe Sperrwiderstände - absolute Wartungsfreiheit - keine Funkenbildung Nachteile Nachteile - geringe Wärmekapazität der einzelnen Thyristoren - Kühlkörper sind oft erforderlich Aydin Asri 14

15 Quellen Jean Pütz (Hrg.) Einführung in die Elektronik (Frankfurt am Main, 1975) Jean Pütz (Hrg.) Einführung in die Elektronik (Frankfurt am Main, 1975) S Bilder: PN-Übergang Bilder: PN-Übergang Thyristor electronics.com/info/data/semicond/thyristor/thyristor.php und electronics.com/info/data/semicond/thyristor/thyristor.php electronics.com/info/data/semicond/thyristor/thyristor.php Die restlichen Bilder sind aus den Buch Die restlichen Bilder sind aus den Buch Jean Pütz (Hrg.) Einführung in die Elektronik (Frankfurt am Main, 1975) Jean Pütz (Hrg.) Einführung in die Elektronik (Frankfurt am Main, 1975) Aydin Asri 15


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