الثايرستور كقياسي أو مخصص

الثايرستور هو جهاز أشباه الموصلات يستخدم كمفتاح يمكن التحكم فيه. يمكن أن تكون في إحدى حالتين : حالة التوصيل، مما يسمح بالتيار بالمرور؛ الحالة غير الموصلة تمنع التيار من التدفق. يتم استخدام الثايرستور في العديد من تطبيقات إلكترونيات الطاقة لأنه قادر على التحكم في الجهد العالي والتيار العالي. يتم استخدامها لتنظيم الطاقة من العاكسات، والتحكم في المحركات وأنظمة الإضاءة. يتم تنشيط الثايرستور بواسطة إشارة تحكم عند البوابة، ولكن حتى إذا تمت إزالة الإشارة، فإن الثايرستور لا يزال في حالة تشغيل حتى ينخفض التيار الذي يتدفق عبرها إلى أقل من قيمة معينة.

يتم استخدام الثايرستور لأنها يمكن أن تبديل بشكل فعال بين الجهد العالي والتيار، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لتطبيقات إلكترونيات الطاقة. إنها توفر طريقة قوية وموثوقة للتحكم في الكهرباء وتنظيمها، وهو أمر مهم للغاية في الصناعة وإمدادات الطاقة. يمكن أن تساعد الثايرستور في تحسين كفاءة الأنظمة الكهربائية عن طريق تقليل الخسائر وتحقيق تحكم دقيق. كما أنها متينة وموثوقة للغاية، مما يقلل من تكاليف الصيانة والاستبدال. إن قدرتها على التبديل بسرعة أثناء التعامل مع كميات كبيرة من الطاقة تجعلها لا غنى عنها في التطبيقات الإلكترونية الحديثة.

يحتوي الثايرستور على أربع طبقات من مواد أشباه الموصلات المخدرة بالتناوب مع p و n، مع تقاطعين pn أكثر من الثنائيات التقليدية. يسمح هذا الهيكل للثايرستور بأن يكون في حالة غير موصلة أو موصلة، اعتمادًا على جهد التحكم المطبق على البوابة. عند تطبيق إشارة تحكم مناسبة على البوابة، فإنها تغير الثايرستور من حالة مقاومة عالية إلى حالة مقاومة منخفضة، مما يسمح بالتيار بالتدفق عبر الجهاز. طالما أن التيار يتدفق عبر الثايرستور، فإن الثايرستور لا يزال في حالة تشغيل حتى إذا تمت إزالة إشارة البوابة. لإعادة الثايرستور إلى حالة غير موصلة، يجب مقاطعة التيار أو خفضه إلى ما دون تيار ثابت معين.

يتم استخدام الثايرستور في مجموعة متنوعة من التطبيقات التي تتطلب التحكم الفعال والطاقة العالية. يمكن العثور عليها في نقل الطاقة وتوزيعها، حيث يتم استخدامها للتحكم في أنظمة نقل التيار المستمر عالي الجهد ( HVDC). في الأتمتة الصناعية، يتحكم الثايرستور في العملية عن طريق ضبط المحرك، والتحكم في عنصر التسخين، ويستخدم في محولات الطاقة. كما أنها تلعب دورًا مهمًا في الإلكترونيات الاستهلاكية، مثل تنظيم الطاقة في مضخمات الصوت. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها للتحكم في محركات الجر في تكنولوجيا السكك الحديدية وللمحركات الكهربائية في صناعة السيارات.

هناك أنواع مختلفة من الثايرستور مع وظائف وتطبيقات مختلفة. تم تصميم الثايرستور القياسي، الذي يشار إليه عادة باسم الثايرستور لفترة قصيرة، للوظائف الأساسية للمفتاح. مفتاح الثايرستور ثنائي الاتجاه ثلاثي المحطات ( ترانزستور التيار المتردد ) هو ثايرستور مناسب لتطبيقات التيار المتردد ويمكن إجراؤه في كلا الاتجاهين. GTOs ( الثايرستور لإغلاق البوابة ) لا يمكن تشغيلها فحسب، بل يمكن أيضًا إيقافها مرة أخرى بواسطة إشارة على البوابة، مما يجعلها أكثر مرونة في الاستخدام. وتجمع تقنية الثايرستور ( MOS control الثايرستور ) بين تكنولوجيا الثايرستور وبوابة MOSFET لتوفير تحكم محسّن. أخيرًا، هناك SCS ( مفتاح الثايرستور )، والذي يعمل مثل الثايرستور، ولكنه مصمم لتطبيقات محددة منخفضة الطاقة.