Thyristor(semi-conducteur)

[invited50d225a]

Bonsoir,
D'abord,je vous remercie tous pour l'esprit de serviabilité et de partage
SVP ,j'ai des questions concernant le tyristor:
pouvez vous m'expliquer pourquoi le thyristor est bidirectionnel en tension et unidirectionnel en courant?
comment peut-on augmenter sa tenue en tension?
le temps nécessaire pour amorçer le thyristor dépend de quoi exactement ?
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[invitea3c675f3]

@ Bse :

Je ne suis pas spécialiste du thyristor ; cependant, il me semble que le SCR est une diode contrôlée et ne conduit que dans un seul sens ; c’est d’ailleurs comme ça qu’on le désamorce.

Sa tension Max est celle où il claque : à ne jamais dépasser.

Côté commande, le SCR est extrêmement sensible ; en ce qui concerne sa vitesse de réaction, il fait demander au constructeur et je ne crois pas que des moyens externes -hormis la basse impédance de la commande- y fasse grand-chose.

@Minou05 :

Tu es neuf/neuve sur le site, aussi on attendra un peu avant d’envoyer les copains avec la bats de baseball pour te casser les genoux. Mais un fil de discussion doit rester dans le sujet (voir la charte) et je ne vois pas bien ce que les moteurs pas-à-pas ont à voir avec le thyristor.

Ouvre ton fil ; donne un titre accrocheur, genre : ‘Un vidéo lascif sur le pas-à-pas’ et pose à nouveau ta question.

[azad]

gse : es-tu certain de ce que tu avances ? Un thyristor se désamorce quand la tension entre anode et cathode devient inférieure à une certaine tension. N'est-ce pas du triac dont tu veux parler.
minou05 : http://col2000.free.fr/pasapas/pap_mot.htm

[Jack]

Un thyristor se désamorce quand la tension entre anode et cathode devient inférieure à une certaine tension

Non, sinon le blocage serait trop simple. Il se désamorce lorsque le COURANT passe sous un certain seuil.

pouvez vous m'expliquer pourquoi le thyristor est bidirectionnel en tension et unidirectionnel en courant?

Le terme bidirectionnel en tension est impropre. Le thyristor peut conduire alors que la tension s'est inversée à ses bornes tant que du courant continue à circuler. C'est classiquement le problème des charges selfiques.

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

Le terme bidirectionnel en tension est impropre. Le thyristor peut conduire alors que la tension s'est inversée à ses bornes tant que du courant continue à circuler. C'est classiquement le problème des charges selfiques.

Juste pour dire que dans ce cas, la tension ne s'inverse pas à ses bornes puisqu'elle est nulle (ou presque) puisqu'il est passant.
Ce qui s'inverse éventuellement, c'est la tension de sortie.

[invited50d225a]

merci pour vos réponses .
je veux juste éclaircir que mes questions visent plutôt la structure du tyristor ,par exemple :quand j'ai di les éléments qui influencent la rapidité je voulais une explication au niveau de son architecture et sa construction pareil pour les autres questions

[narakphysics]

Bonjour à tous et à toutes

Bonsoir,
D'abord,je vous remercie tous pour l'esprit de serviabilité et de partage
SVP ,j'ai des questions concernant le tyristor:
pouvez vous m'expliquer pourquoi le thyristor est bidirectionnel en tension et unidirectionnel en courant?
comment peut-on augmenter sa tenue en tension?
le temps nécessaire pour amorçer le thyristor dépend de quoi exactement ?

Je vais essayer d’expliquer son fonctionnement par rapport à sa structure :

Pour bien comprendre ce qui suit, vous devez avoir une idée sur : barrière de potentiel, effet d’avalanche, courant d’accrochage, courant de maintien.

Composition :

Le thyristor se compose de 4 couches N-P-N-P, en conséquence, il contient 3 jonctions : , , (Gauche à droite) . La zone P (la plus basse) représente l'anode tandis que la zone N (la plus haute) représente la cathode. La gâchette est reliée à la deuxième couche : P.

Fonctionnement :

1. Si on polarise le thyristor en directe sans le commander à travers la gâchette, il reste bloqué car est polarisé en inverse et les deux jonctions et sont polarisées en directe par conséquent le courant qui passe ce n’est que le courant inverse qui est négligeable => Blocage du thyristor tant que la barrière de potentiel de la jonction n’a pas atteint la tension d'avalanche.
   
   Notez bien que la est polarisé en inverse c’est-à-dire que le champ électrique interne est renforcé par la tension de polarisation qui a lieu dans la zone de déplétion ( barrière de potentiel) par conséquent la force qui accélère les électrons est dans le sens inverse ( ).
   Notez aussi que la couche associée à la gâchette est toujours mince pour faciliter le transfert des porteurs de charges.
   
   
2. Donc pour amorcer le thyristor, il faut mettre en conduction la jonction qui est polarisé en inverse. En appliquant une impulsion sur la gâchette, le champ électrique interne accélère les électrons et cette accélération renforce le champ interne => ce qui provoque un choc avec les atomes=> effet d’avalanche (c’est comme la boule de neige dans une montagne, une particule tape une autre, cette dernière tape une autre … constitution d’une grande boule qui descend sur une pente très grave) => un courant directe va circuler entre l’anode et la cathode. Bref=> Amorçage du thyristor quand l’impulsion est à l’origine d’un courant au moins égal au courant d’accrochage.

Pour revenir à l’état bloqué :

• Soit on applique une tension négative, dans ce cas la jonction se bloque car elle est polarisé en inverse=> annulation du courant directe.
• ou bien on annule la commande (impulsion de gâchette) en décroissant le courant directe jusqu’au courant de maintien, courant avec lequel il y a blocage (voir la caractéristique du thyristor).

Conclusion :

Le thyristor est :

• Unidirectionnel en courant : Le courant ne circule que dans un sens ;
• Bidirectionnel en tension : Il supporte une tension négative et positive.

En ce qui concerne la tenue en tension, elle dépend des propriétés physiques et géométriques des couches (structure interne). On l’améliorer en intercalant une couche fortement dopé (N+) entre N et P et en diminuant la couche N.
Ainsi la nouvelle structure N-P-N-N+-P permet d’améliorer la tenue en tension directe, diminuer la chute de tension directe et aussi le temps d’amorçage.

A+

[gienas]

Bonsoir à tous

... Je vais essayer d’expliquer ...

Je pense que tu as réussi.

J'ai juste à rajouter "une petite" précision.

... Pour revenir à l'état bloqué

• Soit on applique une tension négative, dans ce cas la jonction se bloque car elle est polarisé en inverse=> annulation du courant directe.
• ou bien ... en décroissant le courant directe jusqu’au courant de maintien, courant avec lequel il y a blocage (voir la caractéristique du thyristor).

...

Ce qui différencie les deux "méthodes", ce sont les temps de réponse du blocage.

Le premier cas est l'utilisation normale en commutation commandée en mode cyclique, où l'on dispose d'alimentation alternative.

Le second cas, difficile à maîtriser ou garantir, est rarement utilisé. Tant que l'alimentation est maintenue, le courant est maintenu (fonction "mémoire" d'un déclenchement), et le blocage intervient suite à la perte d'alimentation.

[invited50d225a]

Merci pour l'explication détaillée narakphysics et pour la précision gienas.
j'ai juste des remarques à ajouter ainsi qu'une question.

Pour revenir à l’état bloqué :

bien on annule la commande (impulsion de gâchette) en décroissant le courant directe jusqu’au courant de maintien, courant avec lequel il y a blocage (voir la caractéristique du thyristor).

Le courant gâchette doit être annulé juste après l'amorçage du thyristor car on a un maintien du courant(si on décompose le thyristor en deux on aura deux transistor NPN et PNP dont la base de l'un est connectée au collecteur de l'autre donc auto-maintien du courant).

On l’améliorer en intercalant une couche fortement dopé (N+) entre N et P et en diminuant la couche N...
Ainsi la nouvelle structure N-P-N-N+-P permet d’améliorer la tenue en tension directe...

je veux juste ajouter que cette solution rend le thyristor asymétrique c'est à dire qu'il perd sa tenue en tension inverse.

vous avez di que la nouvelle structure diminue la chute de tension directe et aussi le temps d’amorçage, veuillez -vous m'expliquer comment?

[narakphysics]

Re.
Merci Gienas pour la précision

je veux juste ajouter que cette solution rend le thyristor asymétrique c'est à dire qu'il perd sa tenue en tension inverse.

Oui je suis tout à fait d’accord avec vous. En fait, chaque type des thyristors a ses propres caractéristiques et qui seront utilisés dans des applications bien déterminées. Par exemple, on augmente la tenue en tension directe pour que le thyristor puisse supporter la fréquence de commutation en haute tension. Si non on aura le problème de déformation du signal (génération des harmoniques).

vous avez di que la nouvelle structure diminue la chute de tension directe et aussi le temps d’amorçage, veuillez -vous m'expliquer comment?

La chute de tension directe a une relation avec la zone de déplétion. Si on ajoute une zone fortement dopé => la résistivité en polarisation directe diminue.
Le temps d’amorçage diminue car il a une relation avec la durée de vie des porteurs de charges.
Vous trouverez dans ce lien un document utile concernant la simulation du thyristor.

Cordialement

[narakphysics]

Re.
Merci Gienas pour la précision

je veux juste ajouter que cette solution rend le thyristor asymétrique c'est à dire qu'il perd sa tenue en tension inverse.

Oui je suis tout à fait d’accord avec vous. En fait, chaque type des thyristors a ses propres caractéristiques et qui seront utilisés dans des applications bien déterminées. Par exemple, on augmente la tenue en tension directe pour que le thyristor puisse supporter la fréquence de commutation en haute tension. Si non on aura le problème de déformation du signal (génération des harmoniques).

vous avez di que la nouvelle structure diminue la chute de tension directe et aussi le temps d’amorçage, veuillez -vous m'expliquer comment?

La chute de tension directe a une relation avec la zone de déplétion. Si on ajoute une zone fortement dopé; la résistivité en polarisation directe diminue.
Le temps d’amorçage diminue car il a une relation avec la durée de vie des porteurs de charges.
Vous trouverez dans ce lien un document utile concernant la simulation du thyristor.

Cordialement

[invited50d225a]

Bonsoir,
merci énormement pour les réponses utiles narakphysics.