Differenza tra diodo e SCR (tiristore)

Quali sono le principali differenze tra diodo e SCR (tiristore)?

Diodo e tiristore sono entrambi interruttori a semiconduttore che controllano il flusso di corrente. sono interruttori unidirezionali utilizzati negli alimentatori e in altri circuiti elettronici per controllare e proteggere le apparecchiature sensibili. Diodo e tiristore entrambi condividono alcune somiglianze come entrambi sono utilizzati per la rettifica e tiristore può essere chiamato un diodo controllato. Ma sono molto diversi l’uno dall’altro in base alla loro struttura, al lavoro, alle valutazioni e alle applicazioni.

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Prima di entrare nell’elenco delle differenze tra diodo e tiristore, discutiamo prima le loro basi.

Diodo

Un diodo è un interruttore elettronico che consente la corrente in una sola direzione. È un interruttore unidirezionale incontrollato utilizzato principalmente per la rettifica di AC in DC. Ha due strati semiconduttori e ha 2 terminali chiamati Anodo e catodo. Permette la corrente dall’anodo al catodo e blocca il flusso di corrente dal catodo all’anodo.

Il diodo è costituito da una combinazione di due strati di materiale semiconduttore: materiale di tipo P e di tipo N. Il terminale collegato alla regione P è chiamato Anodo mentre il terminale collegato alla regione N è chiamato Catodo. Il confine tra la regione P e la regione N è chiamato giunzione PN. Pertanto, un diodo ha una giunzione 1 PN.

Il diodo conduce la corrente in polarizzazione diretta e blocca la corrente in polarizzazione inversa. In condizioni prevenute in avanti, la regione P (anodo) è collegata a un potenziale (tensione) più elevato rispetto alla regione N (catodo). Mentre in condizioni di polarizzazione inversa, il catodo è collegato a una tensione superiore all’anodo.

La regione P ha buchi come portatori di maggioranza e la regione N ha elettroni come portatori di maggioranza. C’è una regione di esaurimento tra la giunzione PN che non consente il flusso di corrente. I fori sono cariche positive o assenza di carica negativa e gli elettroni sono cariche negative. Sappiamo che come le accuse respingono e a differenza delle accuse si attraggono a vicenda. Il diodo funziona sullo stesso principio.

In avanti polarizzata condizione, la P-regione è collegato a + e N-regione è collegato a – terminale della batteria. La batteria spinge il vettore di carica di maggioranza che provoca attrazione tra le due regioni. Questa attrazione riduce la larghezza della regione di esaurimento creando così un percorso per i portatori di carica per attraversare la giunzione.

In condizioni di polarizzazione inversa, la polarità della batteria è invertita. Il potenziale della batteria tira il vettore di carica di maggioranza dalla rispettiva regione. Fa sì che le regioni si separino aumentando così la larghezza della regione di esaurimento. I vettori di carica non possono superare la regione di esaurimento. Quindi, il diodo non condurrà in polarizzazione inversa.

Esistono molti tipi di diodi ogni tipo viene utilizzato per diverse applicazioni. Alcuni di questi diodi sono, LED “Light-emitting diode”, diodo Zener, diodo valanga, fotodiodo, diodo laser, Varactor, diodo tunnel e diodo PIN di base ecc.

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SCR (tiristore)

SCR o raddrizzatore controllato al silicio è un membro della famiglia di tiristori. È generalmente noto come tiristore. È un interruttore unidirezionale controllato a semiconduttore che ha 3 terminali e fatto di 4 strati. Converte AC in DC con commutazione controllata, suggerita dal suo nome.

Ha 3 terminali: Anodo (A), catodo (C) e Cancello (G). L’anodo e il catodo sono i terminali principali utilizzati per la conduzione della corrente mentre il terminale di Gate è il terminale di controllo utilizzato per innescare o sparare l’SCR.

È un dispositivo a quattro strati costituito da strati alternati di materiale semiconduttore di tipo P e di tipo N che formano una struttura PNPN. Pertanto, ha giunzioni 3 PN. Il terminale anodo è collegato con una regione P esterna mentre il catodo è collegato con una regione N esterna. Mentre il cancello è collegato con la regione P centrale.

La figura seguente riportata di seguito mostra la struttura e una rappresentazione simbolica di un tiristore.

SCR funziona in tre modalità: Blocco in avanti, conduzione in avanti e modalità di blocco inverso. In modalità di blocco in avanti, l’SCR è collegato in bias in avanti senza alcun impulso di attivazione al gate. In questa modalità, l’SCR non conduce.

In modalità di blocco inverso, l’SCR è collegato in polarizzazione inversa. L’SCR non conduce in questa modalità anche se è presente un segnale di controllo.

In modalità di conduzione in avanti, l’SCR è collegato in bias in avanti e viene attivato applicando un impulso di attivazione al suo terminale di gate. La conduzione diretta si verifica anche se la tensione supera la sua tensione di rottura, ma è un metodo distruttivo e può danneggiare il dispositivo.

Quando l’SCR è collegato in bias in avanti, ovvero il potenziale dell’anodo è superiore a quello del catodo, le due giunzioni all’estremità diventano bias in avanti mentre la giunzione centrale diventa polarizzata inversa come mostrato in fig (b). La giunzione inversa non consente la corrente. l’applicazione di un impulso di tensione positivo al gate trasforma la giunzione in polarizzazione in avanti creando un percorso per far fluire la corrente dall’anodo al catodo.

Quando l’SCR è in modalità di conduzione in avanti, rimuovere l’impulso di gate non lo spegnerà. Ma la tensione tra anodo e catodo deve essere abbassata in modo che la corrente scenda al di sotto del limite di “corrente di mantenimento”. In questo modo, l’SCR interrompe il flusso di corrente e va in modalità di blocco.

Un tiristore è un dispositivo di aggancio che significa che quando si accende rimarrà acceso se c’è un segnale di gate o meno. Richiede solo un impulso momentaneo per iniziare la conduzione. Zero crossing è necessario per rompere il suo stato di conduzione.

Poiché il tiristore non interrompe la conduzione quando il segnale di gate viene rimosso, ha bisogno di circuiti aggiuntivi per spegnere il comando at del tiristore.

SCR è utilizzato principalmente per la rettifica controllata e per controllare la potenza fornita a qualsiasi carico come dimmerazione lampada, regolatori e controllo motore.

L’SCR viene utilizzato per la gestione e il controllo di grandi potenze, pertanto sono valutati in Kilowatt. e sono più ingombranti in termini di dimensioni rispetto a un diodo.

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Differenze Chiave Tra il Diodo SCR (Tiristore)

confronto seguente tabella mostra le principali differenze tra un diodo e un tiristore (SCR).

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Proprietà e le Caratteristiche dei Diodi & SCR (Tiristore)

I seguenti proprietà diverse differenziano sia per Diodi SCR “Tiristore” aventi caratteristiche diverse e applicazioni.

Struttura

• Il diodo è costituito da due strati di materiale semiconduttore di tipo P e N per formare la struttura PN.
• L’SCR è costituito da 4 strati semiconduttori alternati per formare una struttura PNPN.

Terminali

• Un diodo ha due terminali: Anodo e catodo.
• SCR ha tre terminali: Anodo, catodo e cancello.

Giunzioni PN

• Un diodo ha una sola giunzione PN.
• SCR ha tre giunzioni PN.

Funzionamento

• Il diodo inizia la conduzione in una sola direzione quando la tensione supera rispettivamente 0,4 o 0,7 volt per germanio o silicio.
• SCR avvia la conduzione in bias in avanti solo quando viene fornito l’impulso di gate positivo.

Blocco in avanti

• Il diodo non può bloccare la corrente quando è collegato in bias in avanti.
• L’SCR può bloccare il flusso di corrente in bias in avanti se il segnale di gate non viene fornito. Questa modalità è nota modalità di blocco in avanti.

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Rettifica

Rettifica è la conversione di corrente alternata AC in corrente continua DC.

• Il diodo può eseguire solo rettifiche incontrollate.
• L’SCR può eseguire la rettifica controllata in cui è possibile controllare la potenza di carico.

Caduta di tensione

• La caduta di tensione attraverso un diodo al germanio o silicio è rispettivamente di 0,4 o 0,7 volt.
• La caduta di tensione su un SCR conduttore è superiore al diodo di circa 1,5 volt.

Perdite di potenza

• La perdita di potenza all’interno del diodo è molto inferiore.
• L’SCR ha perdite di potenza più elevate.

Valori di tensione

• Il diodo viene utilizzato per applicazioni di tensione relativamente bassa perché ha solo una giunzione.
• L’SCR può gestire tensioni molto elevate.

Gestione della potenza

• Il diodo non ha migliori capacità di gestione della potenza, sebbene i diodi di potenza siano utilizzati per applicazioni ad alta potenza.
• L’SCR è appositamente progettato per gestire applicazioni ad altissima potenza.

Applicazioni

• Il diodo viene utilizzato nel ritaglio e bloccaggio di segnale, moltiplicatori, protezione del circuito, raddrizzatori, limitatori di sovratensione, sensori ecc.
• L’SCR è utilizzato principalmente per la rettifica controllata per gestire la potenza alimentata al carico.

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