Thyristor (rückwärtssperrende Thyristortriode)

Der Thyristor ist ein Einkristall-Halbleiter mit vier oder mehr Halbleiterschichten wechselnder Dotierung. Er ist ein Schalter und hat einen hochohmigen und einen niederohmigen Zustand. Für das Umschalten von einem Zustand in den anderen ist ein Steueranschluss vorhanden.
Der Thyristor (Thyristortriode) hat neben dem Steueranschluss (G) auch eine Anode und eine Kathode.

Schaltzeichen

Thyristor, allgemein

Thyristor, anodenseitg steuerbar, n-gesteuert

Thyristor, kathodenseitig steuerbar, p-gesteuert

Der p-gesteuerte Thyristor ist der am meisten verwendete Thyristortyp. Auf ihn beziehen sich die folgenden Erklärungen und Bilder.

Funktionsprinzip

Der Thyristor hat 3 pn-Übergänge (pnpn). An der letzten, kathodenseitigen p-Schicht ist der Steueranschluss angebracht. Ist dieser unbeschaltet, dann funktioniert der Thyristor genauso wie eine Vierschichtdiode.
Auch der Thyristoreffekt tritt bei diesem Bauteil auf. Das gegenseitige Aufsteuern der Transistoren T₁ und T₂ in der Thyristor-Ersatzschaltung kann jedoch vorzeitig hervorgerufen werden.
Gibt man auf den Steueranschluss G einen positiven, ausreichend großen und genügend lange andauernden Impuls, schaltet der Thyristor in den niederohmigen Zustand. Er bleibt dort solange bis der Haltestrom unterschritten wird. Dann schaltet er in den hochohmigen Zustand zurück.
Im niederohmigen Zustand kann der Thyristor einen Widerstandswert von wenigen Milliohm haben. Es muss deshalb ein ausreichend großer Widerstand im Stromkreis des Thyristors geschaltet sein, um den auftretenden Strom zu begrenzen.

Kennlinienfeld

In der Strom-Spannungs-Kennlinie einer Thyristortriode wird die Angabe der Mindeststeuerströme I_G gemacht. Überschreitet die Spannung U_AK die (Nullkipp-) Schaltspannung U_S, dann schaltet sich der Thyristor in den niederohmigen Zustand.
Einen schnellen Spannungsanstieg von U_AK sollte man vermeiden. Denn der Thyristor kann dadurch auch ohne Steuerimpuls vorzeitig in den niederohmigen Zustand kippen.

Anwendungen

• kontaktloser Schalter im Wechselstromkreis
• steuerbarer Gleichrichter

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