Hysterese

Thyristoren zijn een klasse van halfgeleidercomponenten die hysterese vertonen, die eigenschap waarbij een systeem niet terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat nadat een oorzaak van toestandsverandering is weggenomen. Een heel eenvoudig voorbeeld van hysterese is de mechanische werking van een tuimelschakelaar:wanneer de hendel wordt ingedrukt, klapt deze naar een van de twee uiterste standen (standen) en blijft daar ook nadat de bewegingsbron is verwijderd (nadat u uw hand hebt verwijderd). van de schakelhendel). Om de afwezigheid van hysteresis te illustreren, kunt u de actie beschouwen van een "kortstondige" drukknopschakelaar, die terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat nadat de knop niet langer wordt ingedrukt:wanneer de stimulus wordt verwijderd (uw hand), zal het systeem (schakelaar) onmiddellijk en volledig keert terug naar de vorige staat zonder "vergrendelend" gedrag.

Bipolaire veldeffecttransistoren, junctie-veldeffecttransistors en veldeffecttransistoren met geïsoleerde poort zijn allemaal niet-hysterische apparaten. Dat wil zeggen dat deze niet inherent "vergrendelen" in een toestand nadat ze zijn gestimuleerd door een spannings- of stroomsignaal. Voor elk gegeven ingangssignaal op een bepaald moment zal een transistor een voorspelbare uitgangsrespons vertonen zoals gedefinieerd door zijn karakteristieke curve. Thyristoren daarentegen zijn halfgeleiderapparaten die de neiging hebben om "aan" te blijven als ze eenmaal zijn ingeschakeld en de neiging hebben om "uit" te blijven als ze eenmaal zijn uitgeschakeld. Een kortstondige gebeurtenis kan deze apparaten in hun aan- of uit-status zetten, waar ze op zichzelf blijven staan, zelfs nadat de oorzaak van de statusverandering is weggenomen. Als zodanig zijn deze alleen nuttig als aan/uit-schakelaars, net als een tuimelschakelaar, en kunnen ze niet worden gebruikt als analoge signaalversterkers.

Thyristoren zijn geconstrueerd met dezelfde technologie als bipolaire junctietransistoren en kunnen in feite worden geanalyseerd als circuits die uit transistorparen bestaan. Hoe kan dan een hysterisch apparaat (een thyristor) worden gemaakt van niet-hysterische apparaten (transistors)? Het antwoord op deze vraag is positieve feedback, ook wel regeneratieve feedback genoemd. Zoals u zich herinnert, is feedback de toestand waarbij een percentage van het uitgangssignaal wordt "teruggekoppeld" naar de ingang van een versterker. Negatieve of degeneratieve feedback resulteert in een afname van de spanningsversterking met toename van stabiliteit, lineariteit en bandbreedte. Positieve feedback daarentegen resulteert in een soort instabiliteit waarbij de output van de versterker de neiging heeft om te "verzadigen". In het geval van thyristors komt deze verzadigende neiging overeen met het feit dat het apparaat aan wil blijven als het eenmaal is ingeschakeld en uit wil blijven als het eenmaal is uitgeschakeld.

In dit hoofdstuk zullen we verschillende soorten thyristors onderzoeken, waarvan de meeste voortkomen uit een enkelvoudig basiscircuit met twee transistors. Voordat we dat doen, zou het echter nuttig zijn om de technologische voorloper van thyristors te bestuderen:gasontladingsbuizen.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Thyristors-werkblad