تریستور چیست و چگونه کار می‌کند؟

تریستور یکی از مهم‌ترین قطعات نیمه‌هادی قدرت است که در تجهیزات الکترونیک صنعتی برای کنترل جریان‌های بالا و سوئیچ‌کردن توان مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر بخواهیم ساده بگوییم، تریستور یک کلید الکترونیکی یک‌طرفه است که می‌تواند در سطح ولتاژ و جریان بالا عمل کند و به همین دلیل در منابع تغذیه سوئیچینگ، کنترل سرعت موتور، درایوها، سیستم‌های کنترل فاز، اینورترها و حتی تجهیزات حفاظتی برق کاربرد گسترده‌ای دارد. در نتیجه جستجوی کلمه کلیدی «تریستور چیست» معمولاً توسط افرادی انجام می‌شود که به‌دنبال شناخت ساختار و عملکرد این قطعه هستند.

ساختار تریستور

ساختار داخلی تریستور شامل چهار لایه نیمه‌رسانا به صورت PNPN است. این چهار لایه باعث ایجاد سه اتصال PN می‌شوند. وجود همین ساختار باعث شده تریستور رفتاری شبیه یک کلید دوحالته داشته باشد: یا کاملاً روشن (ON) است یا کاملاً خاموش (OFF). برخی منابع به این قطعه «SCR» یا Silicon Controlled Rectifier نیز می‌گویند که در واقع نوعی نام صنعتی برای همان تریستور است.

تریستور چگونه کار می‌کند؟

عملکرد تریستور به این صورت است که تا زمانی که سیگنال مناسبی به پایه گیت (Gate) نرسد، در حالت خاموش باقی می‌ماند. در این حالت حتی اگر ولتاژ دو سر تریستور وجود داشته باشد، جریانی از آن عبور نمی‌کند.

اما زمانی که به پایه گیت یک پالس کوچک اعمال می‌شود، تریستور وارد حالت روشن (Conduction) شده و جریان اصلی را از آند به کاتد عبور می‌دهد. نکته مهم در عملکرد تریستور این است که پس از روشن شدن، دیگر به سیگنال گیت نیازی ندارد و تا زمانی که جریان از مقدار حداقل (Holding Current) کمتر نشود روشن می‌ماند.

به همین دلیل در کنترل فاز AC و درایوهای کنترل دور از تریستور به‌صورت گسترده استفاده می‌شود، زیرا امکان «کنترل زاویه آتش» و در نتیجه کنترل توان را فراهم می‌کند.

کاربردهای مهم تریستور در صنعت

• کنترل دور موتورهای DC و AC

• یکسوکننده‌های کنترل‌شونده

• اینورترها و مبدل‌های توان

• سیستم‌های کنترل فاز و دیمرهای صنعتی

• سوئیچینگ توان‌های بالا در ادوات قدرت

• حفاظت در برابر اضافه ولتاژ

به دلیل تحمل جریان بالا، تریستورها در دستگاه‌هایی مانند رکتیفایرهای سه‌فاز، تجهیزات جوشکاری، UPS، درایوهای صنعتی و کنترل بارهای سنگین استفاده می‌شوند.

تفاوت تریستور با ترایاک

یکی از جستجوهای رایج کاربران، «تفاوت تریستور با ترایاک» است. ترایاک قابلیت کنترل جریان دوطرفه را دارد، اما تریستور فقط در یک جهت هدایت می‌کند. به همین دلیل، ترایاک برای بارهای AC سبک و تریستور برای بارهای صنعتی و توان بالا مناسب‌تر است.