Thyristor
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Le thyristor est un interrupteur électronique semi-conducteur qui peut être commandé à l'allumage, par la gâchette (G), mais pas à l'extinction. Celle-ci sera déclenché par le passage à zéro de l'entrée A.
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Généralités[modifier]
Le thyristor (du grec thura : porte) est un composant électronique semi-conducteur composé de quatre couches de silicium dopées alternativement positivement et négativement. Dans sa structure en couches P-N-P-N le thyristor peut être modélisé par deux transistors PNP et NPN.
Parfois dénommés SCR (anglais Silicon Controlled Rectifier, soit « redresseur silicium commandé »), ces composants sont adaptés pour le pilotage des étages de convertisseurs statiques d'énergie tels que redresseurs pilotés ou onduleurs.
Les thyristors tiennent donc une place importante dans les applications de puissance de l'avionique, du ferroviaire, de l'automobile, du réseau électrique, etc.
Fonctionnement[modifier]
Convention récepteur :
Vak, tension entre l'anode et la cathode du thyristor.
Iak, courant considéré comme positif lorsque traversant le thyristor de l'anode vers la cathode.
Ig, courant considéré comme positif lorsque rentrant sur la gâchette.
Conditions de mise en conduction[modifier]
Cas normal[modifier]
La tension Vak est supérieure à la tension de seuil (quelques volts) et injection d'un courant Ig positif sur la gâchette.
Une fois ces deux conditions réunies le thyristor devient passant et se comporte comme une diode. Le courant Iak traverse le thyristor de l'anode vers la cathode et sa tension Vak est légèrement au-delà de la tension de seuil (autour de 1 V pour les plus communs).
Conditions à éviter[modifier]
Le thyristor devient passant de manière anormale si l'une des deux conditions suivantes est vérifiée :
- 1er cas (à éviter) : si le thyristor est à l'état bloqué et la tension Vak dépasse un niveau élevé appelé Tension de retournement, le thyristor devient passant sans commande sur la gâchette.
- 2e cas (à éviter) : si la vitesse de croissance de la tension au blocage Vak (dv/dt) est trop rapide (exemple : signal carré) et même si la tension est inférieure à la tension de retournement.
Condition de maintien de conduction[modifier]
Le courant Iak doit être supérieur au courant de maintien IH (holding current) quel que soit le courant de gâchette.
Une fois 'amorcé' le thyristor n'a plus besoin du courant de gâchette pour conduire l'electricité. Cette remarque est d'autant plus vraie lorsque le courant Iak est élevé.
Lorsque le thyristor est passant sa tension Vak est légèrement au-delà de la tension de seuil (autour de 1 V pour les plus communs).
Condition de blocage d'un thyristor[modifier]
Lorsqu'un thyristor est passant, c’est-à-dire que plus aucune commande de gâchette n'est nécessaire pour permettre le maintien de l'état et que le niveau du courant Iak est assez important pour maintenir la polarisation du thyristor, le blocage du thyristor n'interviendra que lorsque le courant Iak deviendra inférieur au courant de maintien IH. La valeur de la tension Vak sera alors quelconque (comportement d'un interrupteur ouvert).
Bibliographie[modifier]
- (en) Dr. Richard G. Hoft, Professor of Electrical Engineering, University of Missouri at Columbia (dir), The Enginneer Staff of International Rectifier (Contributors), SCR applications handbook, International Rectifier, September 1974, 528 p.
- (en) A.P. Connoly, R.W. Fox, F.B. Golden, D.R. Gorss, S.R. Korn, R.E Locher, S.J. Wu, SCR MANUAL, fifth edition, General Electric, 1977, 687 p.
- Dr.-Ing. Hans-Peter Hempel
- (de) Leistungshalbleiter-Handbuch, éd. Peter R.W. Martin, SEMIKRON International, 1978, 260 p.
- (en) (trad. John R. Welsh) Power Semiconductor Handbook, éd. Peter R.W. Martin, SEMIKRON International, 1980, 276 p. (ISBN 3-9800346-1-5).
