Tristörler

TRİSTÖRLER

Tristör, p-n-p-n olmak üzere dört tabakadan oluşan, bir pozitif geri besleme etkisi ile iletim durumundan kesim durumuna veya kesimden iletime kolaylıkla geçilebilen,diğer bir deyişle çift kararlı (bistabil) çalışma özelliği gösteren bir eleman ailesine verilen addır. İki, üç ve dört terminalli, tek yönde veya her iki yönde de akım geçiren tipleri vardır.
Ailenin en çok kullanılan elemanı, SCR (silicon controlled rectifier: silisyum denetimli doğrultucu) olarak bilinen, anot, katot ve kapı olmak üzere üç terminalli, tek yönde akım geçiren elemandır. SCR, ailenin o kadar önemli bir elemanıdır ki gerek yabancı gerekse Türk literatüründe aile ismi ile de anılır. Bu eğilime bizde uyacak ve bundan sonra SCR ve tristör sözcüklerini eşanlamlı kullanacağız.

Tristör ailesinin diğer önemli elemanları arasında triyaklar, kapıdan tıkanabilen tristörler, diyaklar ve ünijoksiyon tranzistörler sayılabilir. Bunlar ve diğer elemanlar aşağıda birer birer incelenecektir.
Silisyum Denetimli Doğrultucu Tristörler
SCR kapı terminaline uygulanan bir işaretle güç akımını denetleyebilen bir elemandır. Fiziksel yapısı ve piyasada bulunan tiplerine bazı örnekler Şekil 1’de verilmiştir. Küçük güçlü elemanların imalinde basit bir pnp yapısında hareketle aşağıdaki işlemler yapılır.
a) pnp yapı bir bakır başlık üzerine yüksek sıcaklığa dayanıklı lehimle tutturulur.
b) Katot temas yüzeyi alaşımlanır, böylelikle JI eklemi de gerçekleştirilmiş olur.
c) Kapı ucu yerine kaynaklanır.
d) Katot ucu yerine lehimlenir.
e) Enkapsülasyon yapılır.

Daha büyük güçlü (daha büyük yarı iletken alanlı) elemanların imalinde tabakasal bir yöntem uygulanır. Bu yöntemde bütün yüzey bir SiO2 tabaka ile kaplandıktan sonra gerekli pencereler açılır. J1 ekleminin difüzyonla gerçekleştirilmesi daha hassas bir fabrikasyona olanak verir. (Şekil 1). Son yıllarda elemanların di/dt ’ye dayanma yeteneğini arttırabilmek için interdijitasyon olarak bilinen bir yöntemle daha karmaşık kapı yapıları gerçekleştirilmeye başlanmıştır. Bu yöntemde bir çok kapı parmağı bir merkezden bütün yarı iletken alanına yayılır veya spiral bir yapı gerçekleştirilir.

SCR’nin akım-gerilim öz eğrisi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Negatif bir anot-katot gerilimi altındaki davranışı bir diyodunkine benzer. Pozitif anot-katot geriliminde ise, eleman tıkamada veya iletimde olabilir.Tıkama durumundan başlayarak, anot-katot gerilimi arttırılacak olursa, devrilme gerilimi denilen belirli bir gerilime gelinceye kadar kesimdeki gibi küçük bir akım akar ve bu sınır aşılınca tristör aniden iletim durumuna geçer. Bu andan itibaren öz eğri bir diyot öz eğrisine benzer. Tristörün bu şekilde iletime sokulması genellikle başvurulmayan bir yol ve istenilmeyen bir durumdur ve herhangi bir nedenle oluşmasını önlemek için önlemler alınır. Pozitif anot-katot gerilimi altında, kapı adı verilen denetim elektroduna katota göre pozitif küçük bir gerilim uygulanacak olursa tristör tetiklenir ve iletim durumuna geçer.

Tristörün çalışma şeklinin en yaygın açıklama şekli Şekil 1’de verilen iki tranzistör eş değerinden hareketle yapılır. Anot katoda göre negatif bir gerilimde olduğu zaman J1 ve J3 eklemleri kesim yönünde J2 eklemi ise iletim yönünde kutuplanmış olur ve ancak bir sızma akımı geçebilir. Anot-katot gerilimi pozitif ve kapı işareti sıfır ise J1 ve J3 eklemleri iletim yönünde, J2 eklemi ise kesim yönünde kutuplanmış olacak ve yine ancak Bir sızma akımı geçebilecektir. (Eğer anot-katot gerilimi çok arttırılırsa sızma akımı büyür ve bir pozitif geri besleme etkisiyle tristör iletime geçebilir.)

Benzer içerikler