الثايرستورات

الثايرستورات

مقدمة

تحوي عائلة الثايروسترات علي مجموعة من العناصر الإلكترونية والتي لها أرجل تتراوح بين (2) و )4) , وتستخدم هذه العناصر علي الأغلب كمفاتيح إلكترونية . ولا تستخدم نهائيا في التضخيم . في الثايرستور الذي لا ثلاث أرجل يستخدم تيار منخفض عبر إحدي الأرجل والتي تسمي رجل التحكم أو جهد منخفض يطبق علي رجل التحكم من أجل التحكم بتيار عال يمر بين القطبين الآخرين للثايرستور . في الثايروستورات التي لها طرفان فقط لا يوجد طرف للتحكم ويصمم العنصر بحيث ينتقل إلي حالة (on) إذا زاد الجهد المطبق بين طرفيه عن مستوي محدد يسمي جهد الانهيار , أما إذا كان الجهد بين طرفي العنصر أقل من جهد الانهيار فإن العنصر يبقي في حالة (off) .

ربما تتساءل متعجبا هنا , لماذا نستخدم الترانزستور بدلا من الثايرستور في تطبيقات الفتح والإغلاق ؟ في بعض التطبيقات يمكن استخدام الترانزستورات كمفاتيح , ولكن بمقارنة الترانزستور بالترياك تلاحظ أن الترانزستورات تحتاج إلي تيارات أو جهود تحكم مضبوطة بدقة كي تعمل كمفاتيح وإذا كان جهد التحكم أو تياره لا يساوي القيمة الدقيقة المناسبة فإن الترانزستور يعمل في منطقة بين القطع (off) والوصل (on) وهذه الحالة غير مناسبة عند تشغيل الترانزستور كمفتاح , أما الثايرستورات تستخدم في تطبيقات عديدة منها :

· دارات التحكم بالسرعة (speed control circuits) .

· دارات وصل وفصل القدرة (power switching circuits) .

· دارات بدائل الحواكم .

· دارات المؤقتات منخفضة الكلفة .

· دارات الهزازات .

· دارات كواشف المستوي .

· دارات قالبات الجهد المستمر إلي متناوب (inverter circuits) .

· دارات المقطعات (chopper circuits) .

· الدارات المنطقية (logic circuits) .

· دارات التحكم بالإضافة (light dimming circuits) .

· دارات التحكم بسرعة دوران المحركات (motor speed control) .

وفي تطبيقات أخري عديدة .

الجدول : الأنواع الرئيسية للثايرستورات

النوع Type	الرمز	نمط العمل
مقوم سيلكوني متحكم به SCR (silicon-controlled rectifier)		في الوضع الطبيعي يكون هذا العنصر في حالة (off) . وعندما يمر تيار صغير عبر البوابة (G) ينتقل العنصر إلي حالة (on) وحتي لو تم فصل تيار البوابة فإن الثايرستور يبقي في حالة (on) . ولإعادة الثايرستور إلي حالة (off) يجب توقيف التيار بين المصعد والمهبط عن المرور ويمكن تحقيق ذلك بجعل جهد المصعد أقل إيجابية من جهد المهبط يمر التيار عبر الثايرستور باتجاه واحد فقط من المصعد (A) الي المهبط (C) .
مفتاح سيلكوني متحكم به SCS (silicon-controlled switch)		هذا العنصر يشبه الثايرستور ولكن يمكن نقله إلي حالة (off) بتطبيق نبضة جهد موجب علي رجل رابعة تسمي بوابة المصعد (anode gate) ويمكن جعل هذا العنصر ينتقل إلي حالة (on) عند تطبيق جهد سالب علي بوابة المصعد يمر التيار عبر العنصر باتجاه واحد من المصعد (A) إلي المهبط (C ) .
الترياك Triac		هذا العنصر مشابه لثايرستور ولكنه يمرر التيار في الاتجاهين وهذا يعني أنه يمكن استخدامه كمفاتيح للتيارات المستمرة (dc) والمتناوبة (ac) . يبقي الترياك في حالة (on) فقط إذا مر تيار عبر البوابة وينتقل إلي حالة (off) فور فصل تيار البوابة يمر التيار في الاتجاهين عبر MT1 و MT2 .
الديود رباعي الطبقات Four layer diode		لهذا العنصر طرفان فقط وعند وضع هذا العنصر بين نقطتين في دارة فإنه يعمل كمفتاح حساس للجهد وطالما بقي الجهد بين طرفيه أقلمن جهد محدد وخاص به (ويسمي جهد الانهيار) فإنه يبقي في حالة (off) , أما عند تجاوز الجهد بيم طرفيه لجهد الانهيار فإنه ينتقل إلي حالة (on) ويمرر التيار باتجاه واحد من المصعد إلي المهبط .
الديداك Diac		عنصر مشابه للديود رباعي الطبقات ولكنه يمرر في الاتجاهين مصمم بحيث يمرر تيار مستمر (dc) أو متناوب (ac) .

يقدم الجدول ملخصا للأنواع الأساسية للثايروستورات (عناصر عائلة الثايروسترات) . عندما تمر معك عبارة (tums it on) فإنها تعني أن مسارا ناقلا للتيار يتم تأمينه بين الأطراف الناقلة للعنصر , علي سبيل المثال بين مصعد الثايرستور ومهبطه أو بين MT1 و MT2 في الترياك , أما عبارة (Normally off) والتي تعني أن العنصر في حالة off (قطع) فإن ما يجب أن تفهمه منها هو أنه لا يوجد جهد مطبق علي البوابة (البوابة دارة مفتوحة ) . سوف نقدم معلومات أكثر عن هذه العناصر في الفقرات التالية .