Tristör Nasıl Çalışır?

AC güç aktarımlarında, büyük güç kayıpları, kararlılık ve kontrol edilebilirlik sorunları vardır. Uzun mesafeli güç aktarımı için harika bir çözüm olarak önümüze çıkıyor.  Tristörün nasıl çalıştığını detaylı olarak keşfedelim.

Tristöre Giriş

Kulağımıza diyot ve transistör gibi yarı iletken elektronik bileşenlerin ismi gelmiş olabilir. Benzer şekilde tristörde duymuş olabilirsiniz eğer duymamışsanız. Tristör de bir anahtarlama elemanıdır. Bu anahtarlama elemanı da silikon yarı iletken malzemeden üretiliyor. Tristör, N ve P bölgelerinden oluşan 4 farklı katmandan oluşur.  Tristörün neden kullanıldığını anlamak için normal bir transistörün(BJT) çalışmasına bakalım.

BJT’nin Temel Çalışması

Transistörün verimli çalışması için emiter uçuna sürekli olarak tetikleme akımı verilmelidir. Buda sürekli olarak bir güç kaybına yol açar. Bu sorunun üstesinden gelmek için 1950’de William Shockley, tristör olarak günümüzde kullandığımız bilinen güç anahtarını önerdi. Tristörlerde, transistörlerden farklı olarak, ikincil beslemeye ihtiyaç duyulmuyordu. Tetiklemeden sonra güç kaynağını çıkarsanız bile tristör çalışmaya devam edecektir.  Transistörü açmak için emitör ve baz terminali arasında ikincil bir voltaj kaynağına ihtiyacımız var.

Bir tristörün çalışmasını doğru bir şekilde anlamak için diyotun temel çalışmalarını anlamamız gerekir.

Diyotun Çalışması

Diyotlar N ve P bileşenlerinden oluşurlar polarizelerine düzgün ve yeterli akım verildiğinde ise yapısı gereği iletken olurlar. Eğer akım düzgün uçlara verilmezse yalıtkan bir malzeme olarak görev görür. Tükenme bölgesindeki hafif negatif ve pozitif yükler
bir elektrik alanı üretecektir.

Diyotun yapısı gereği PN bileşenlerinin bir birlerine yakınlaşıp uzaklaşması olarak da bu olayı isimlendirebiliriz. Aşağıdaki şekillerde ise durum görsel olarak aktarmaya çalıştık.

Besleme voltajını tersine çevirirsek elektronlar ve delikler basitçe uzaklaşacak ve diyot çalışmayacaktır (Şekil 4B).Şekil:4A Diyot, ileri önyargı durumunda

Tristörün Yapısal Detayları

Silikon yapıdaki gibi P ve N tipi yapı şeklideki gibi dizilerek tristör yapısı oluşur. Tristöre hangi şekilde voltaj uygularsanız uygulayın, her zaman en az bir ters yönlü bağlantı olacaktır .Tristöre voltaj uygulandığında her zaman en az bir ters yönlü bağlantı olacaktır.

Tristör Açma, Kapama

Tristörün iletken olabilmesi için tükenme bölgesini kırmamız gerekir. Bunun için tristörlerde “Kapı Tetikleme” adı verilen yöntem kullanılmaktadır. Kapı tetikleme, elektron enjeksiyonu işlemidir. Yani Gate uçuna elektron verilmesi işlemidir. Bunun için kapı ve katot terminaline sekonder bir voltaj kaynağı bağlayalım. Bu bağlantı durumu aşağıda görülmektedir. Pilde elektron akımı oluşacaktır.Şekil:7 Kapı tetiklemesinin yardımıyla P bölgesi elektronlarla aşırı dolu hale gelir.

Yani biz Gate uçuna uyguladığımız elektronlarla tristörü bir diyot haline getiririz. Bu sayede trsitör sürekli olarak çalışır. Transitördeki gibi ek bir akıma ihtiyaç duymaz.Kapı tetiklendikten sonra üç alt bölge topluca büyük bir N bölgesi olur Sekonder gerilim kesilse bile tristör çalışmaya devam eder

Tristör Nasıl Kapatırız?

Bunu başarmanın en etkili yolu, transistöre ters akım vermektir. Bunun en kısa yolu ise LC devresidir.