So sánh diode và SCR : Diode và Thyristor đều là công tắc bán dẫn điều khiển dòng điện chạy qua. chúng là công tắc một chiều được sử dụng trong bộ nguồn và các mạch điện tử khác để điều khiển và bảo vệ thiết bị nhạy cảm. Diode và thyristor đều có chung một số điểm tương đồng như cả hai đều được sử dụng để chỉnh lưu và thyristor có thể được gọi là một diode điều khiển. Nhưng chúng rất khác nhau dựa trên cấu trúc, cách làm việc, ứng dụng của chúng.

Trước khi đi vào So sánh diode và SCR, chúng ta hãy thảo luận về những điều cơ bản của chúng trước.

Diode

Diode là một công tắc điện tử cho phép dòng điện chạy theo một hướng. Nó là một công tắc một chiều không điều khiển được chủ yếu được sử dụng để chỉnh lưu AC thành DC. Nó có hai lớp bán dẫn và có 2 đầu gọi là Anode và Cathode. Nó cho phép dòng điện từ cực dương sang cực âm và chặn dòng điện từ cực âm sang cực dương.

Diode được làm từ sự kết hợp của hai lớp bán dẫn: loại P và loại N. Đầu kết nối với vùng P được gọi là Anode trong khi đầu kết nối với vùng N được gọi là Cathode. Ranh giới giữa vùng P và vùng N được gọi là tiếp giáp PN. Do đó, một diode có 1 mối nối PN.

Đọc thêm về diode : Kiến thức về diode

Diode dẫn dòng điện theo phân cực thuận và chặn dòng điện theo phân cực ngược. Trong điều kiện phân cực thuận, vùng P (Anốt) được kết nối với điện thế (điện áp) cao hơn vùng N (Cathode). Trong điều kiện phân cực ngược, cực âm được nối với hiệu điện thế cao hơn cực dương.

Vùng P có các lỗ trống là hạt tải điện đa số và vùng N có các điện tử là hạt tải điện đa số. Có một vùng nghèo ở giữa đường giao nhau PN không cho phép dòng điện chạy qua. Lỗ trống là điện tích dương hoặc không có điện tích âm và các electron là điện tích âm. Chúng ta biết rằng các điện tích giống như đẩy nhau và không giống như các điện tích hút nhau. Diode hoạt động trên nguyên tắc tương tự.

Trong điều kiện phân cực thuận, vùng P được kết nối với + và vùng N được kết nối với – cực của pin. Pin đẩy hạt mang điện tích phần lớn gây ra lực hút giữa hai vùng. Lực hút này làm giảm chiều rộng của vùng nghèo, do đó tạo ra một con đường cho các hạt mang điện đi qua đường giao nhau.

Trong điều kiện phân cực ngược, cực của pin bị đảo ngược. Điện thế của pin kéo phần lớn hạt mang điện tích khỏi khu vực tương ứng. Nó làm cho các vùng tách rời nhau do đó làm tăng chiều rộng của vùng nghèo. Hạt mang điện tích không thể vượt qua vùng nghèo. Do đó, diode sẽ không dẫn và phân cực ngược.

Có nhiều loại điốt mỗi loại được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau. Một số trong số các điốt này là, LED “Điốt phát quang”, Điốt Zener, Điốt Avalanche, Điốt quang, Diode Laser, Varactor, Diode Tunnel và Diode PIN cơ bản, v.v.

SCR (Thyristor)

SCR hoặc Bộ chỉnh lưu điều khiển Silicon là một thành viên của họ thyristor. Nó thường được biết đến như một thyristor. Nó là một công tắc một chiều được điều khiển bằng chất bán dẫn có 3 đầu và được làm bằng 4 lớp. Nó chuyển đổi AC thành DC với chuyển đổi có kiểm soát.

Nó có 3 cực: Anode (A), Cathode (C) và Gate (G). Cực dương và cực âm là các đầu chính được sử dụng để dẫn dòng điện trong khi cực G là cực điều khiển được sử dụng để kích hoạt SCR.

Nó có bốn lớp được làm từ các lớp vật liệu bán dẫn loại P và loại N xen kẽ nhau tạo thành cấu trúc PNPN. Do đó, nó có 3 mối nối PN. Cực Anode được kết nối với vùng P bên ngoài trong khi Cathode được kết nối với vùng N bên ngoài. Trong khi cực G được kết nối với vùng P ở giữa.

Hình dưới đây cho thấy cấu trúc và biểu diễn tượng trưng của một thyristor.

SCR hoạt động ở ba chế độ: Đóng thuận, Dẫn điện thuận và Chế độ đóng ngược. Trong chế độ đóng thuận, SCR được kết nối theo phân cực thuận mà không có bất kỳ xung kích hoạt nào tại G. Trong chế độ này, SCR không dẫn.

Trong chế độ đóng ngược, SCR được kết nối theo phân cực ngược. SCR không dẫn ở chế độ này ngay cả khi có tín hiệu điều khiển.

Trong chế độ dẫn điện thuận, SCR được kết nối theo phân cực thuận và nó được kích hoạt bằng cách áp dụng một xung kích hoạt tại cực G. Việc dẫn điện thuận cũng xảy ra nếu điện áp vượt quá điện áp đánh thủng của nó nhưng nó là một phương pháp phá hủy và nó có thể làm hỏng thiết bị.

Khi SCR được kết nối theo phân cực thuận tức là điện thế của cực dương cao hơn cực âm, hai điểm nối ở cuối trở thành phân cực thuận trong khi điểm nối ở giữa trở thành phân cực ngược như thể hiện trong hình (b). Tiếp giáp phân cực ngược không cho phép dòng điện. Đặt một xung điện áp dương vào cổng làm biến tiếp giáp thành phân cực thuận tạo đường cho dòng điện chạy từ anốt sang catốt.

Khi SCR ở chế độ dẫn điện thuận, việc loại bỏ xung ở cực G sẽ không tắt nó. Nhưng điện áp giữa anốt và catốt phải được hạ xuống để dòng điện giảm xuống dưới giới hạn “dòng điện giữ”. Bằng cách đó, SCR ngắt dòng hiện tại và chuyển sang chế độ đóng.

Thyristor là giống như một chốt có nghĩa là khi nó BẬT nó sẽ vẫn BẬT cho dù có tín hiệu ở G hay không. Nó chỉ yêu cầu một xung nhất thời để bắt đầu dẫn. Không cần điểm về không để phá vỡ trạng thái dẫn của nó.

Vì thyristor không ngừng dẫn khi tín hiệu G bị loại bỏ, nó cần mạch bổ sung để tắt thyristor theo lệnh.

SCR chủ yếu được sử dụng để chỉnh lưu có điều khiển và điều khiển công suất cung cấp cho bất kỳ tải nào như giảm độ sáng đèn, bộ điều chỉnh và điều khiển động cơ.

SCR được sử dụng để quản lý và kiểm soát công suất lớn do đó chúng được đánh giá bằng Kilowatts. và chúng có kích thước lớn hơn so với một diode.

So sánh diode và SCR (Thyristor)

Bảng so sánh sau đây cho thấy sự khác biệt chính giữa diode và thyristor (SCR).