Тиристор vs Транзистор: ключевые различия для силовой электроники

Тиристор и транзистор — полупроводниковые приборы, встречающиеся в различных коммутационных операциях. У обоих непревзойденные преимущества.

ON полупроводник

Однако, хотя они различаются по нескольким характеристикам, оба подходят для конкретных приложений управления мощностью.

В этой статье обсудим существенные различия между тиристором и транзистором.

Что такое тиристор?

Тиристор или кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) — трехвыводное устройство. Выводы: затвор (control terminal), катод (отрицательный) и анод (положительный).

Символ тиристора

Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Thyristor_circuit_symbol.svg

Имеет четыре полупроводниковых слоя и функционирует как выпрямитель. Может быть ключом в электрических цепях и блоках питания цифровых схем. Также рассматривается как тесно связанная пара транзисторов.

(Тиристоры)

Тиристор vs Транзистор — Что такое транзистор?

Транзистор — полупроводниковое устройство, коммутирующее или усиливающее сигналы в электрических цепях. Имеет три вывода (база, коллектор, эмиттер) и три полупроводниковых слоя (P-тип и N-тип). Из-за типов слоев есть разные транзисторы: NPN и PNP (биполярные транзисторы).

(Транзисторы)

Ключевые различия между тиристором и транзистором

• Высокие номинальные напряжение и ток

Тиристор имеет особый дизайн, позволяющий работать на более высоких номинальных токах и напряжениях, чем транзисторы.

• Мощностная способность

Тиристоры выдерживают очень высокую мощность, так как пропускают ток при высоких напряжениях. Поэтому предпочтительны в высокомощных приложениях.

Транзисторы работают на низких напряжениях и токах. Не выдерживают высокую мощность — подходят для низкомощных приложений.

• Слои полупроводникового материала

Транзистор имеет три слоя с N- и P-типом материалов.

Тиристор имеет четыре слоя с чередующимся соединением N- и P-типа (PNPN).

Чередующиеся P-N переходы

Состав

И у транзистора, и у тиристора уникальные дизайны с конкретными компонентами. Транзистор получается соединением трех полупроводниковых слоев. Тиристор — четыре слоя N- и P-типа, расположенные чередующе.

Число переходов

У транзисторов два перехода, у тиристоров — три.

Тиристор vs Транзистор — Общая стоимость системы

Обычно транзисторы в электронных схемах снижают стоимость системы, а тиристоры увеличивают — являются дорогими.

Режим работы

Тиристор включает кратковременный импульс на затворе для захвата (latching) устройства в проводящем состоянии.

Для транзистора — подаете импульс на базу для начала проводимости. Затем нужен постоянный базовый сигнал для удержания проводимости.

Использование как усилитель

Транзисторы можно использовать как усилители или ключи, но тиристор функционален только как ключ, не как усилитель.

Тиристор vs Транзистор — Внутренние потери мощности

Оба испытывают внутренние потери. Однако тиристор имеет относительно меньшие потери, чем транзисторы — более эффективны.

Размер схемы

Схемы из двух устройств отличаются по размеру. Тиристоры габаритнее по сравнению с меньшими транзисторами. Схема на транзисторе обычно меньше и компактнее.

Стоимость схемы

Схема на тиристоре дороже, чем на транзисторе, потому что тиристор сравнительно громоздкий.

Требование схемы коммутации

Тиристор нуждается в схеме коммутации для отключения по команде, тогда как транзистор не требует её.

Тиристор vs Транзистор — Время включения и выключения

Транзисторы имеют высокую скорость переключения — быстро включать и выключать. Применяются в высокочастотных приложениях.

Тиристоры имеют низкую скорость переключения — только для низкочастотных приложений.

Пригодность

Транзисторы часто применяют в высокочастотных и низкомощных приложениях, тиристоры — в низкочастотных и высокомощных.

(Электродвигатель высокой мощности)

Поддержка прямого тока

Для транзисторной схемы нужен непрерывный вход для поддержания прямого тока.

В тиристорах используют импульс для поддержания прямого тока, пока он не упадет ниже порога. Входной ток не нужен.

Тиристор vs Транзистор — Процедура запуска (триггеринг)

Транзистору нужно постоянно подавать регулярный импульс тока для эффективной проводимости.

Тиристору нужен только один запускающий импульс в начале для старта и удержания проводимости.

Габаритность

Схема на тиристоре габаритнее схемы на транзисторе.

Номинальная мощность

Транзисторы имеют низкую номинальную мощность (Ватты), тиристоры работают под высокой мощностью до кВт (киловатт).

Тиристор vs Транзистор — Импульсная способность по току

Транзисторная схема выдерживает низкую скорость изменения тока — нет характеристики импульсного тока.

Тиристор выдерживает высокую скорость изменения тока. Имеет характеристику импульсного тока.

Заключение

Из обсуждения видно, что легко отличить транзистор от тиристора. Транзистор — трехслойное устройство. Тиристор — четырехслойное, значительное различие.

У каждого набор преимуществ в зависимости от потребностей. Но тиристоры превосходят транзисторы по эффективности и надежности.

Всё выше — ждем ваши вопросы в любое время. Обращайтесь, получите ответы.