Tyrystor jest elementem półprzewodnikowym składającym się z 4 warstw w układzie p-n-p-n. Jest on wyposażony w 3 elektrody, z których dwie są przyłączone do warstw skrajnych, a trzecia do jednej z warstw środkowych. Elektrody przyłączone do warstw skrajnych nazywa się katodą (K) i anodą (A), a elektroda przyłączona do warstwy środkowej - bramką (G, od ang. gate - bramka).
Działanie
Tyrystor przewodzi w kierunku od anody do katody. Jeżeli anoda jest na dodatnim potencjale względem katody, to złącza skrajne typu p-n są spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze środkowe n-p w kierunku zaporowym. Dopóki do bramki nie doprowadzi się napięcia, dopóty tyrystor praktycznie nie przewodzi prądu. Doprowadzenie do bramki dodatniego napięcia względem katody spowoduje przepływ prądu bramkowego i właściwości zaporowe środkowego złącza zanikają w ciągu kilku mikrosekund; moment ten nazywany bywa "zapłonem" tyrystora (określenie to pochodzi z czasów, kiedy funkcję tyrystorów pełniły lampy elektronowe - tyratrony, w których przewodzenie objawiało się świeceniem zjonizowanego gazu). Warto wspomnieć, że "zapalony" tyrystor przewodzi prąd nawet jeśli napięcie do bramki nie jest już przyłożone, traci on te właściwości dopiero po zaniku prądu przewodzenia. Wówczas konieczny jest ponowny zapłon tyrystora.
Zastosowanie
Jako sterowniki prądu stałego są stosowane w stabilizatorach napięcia stałego i w automatyce silników prądu stałego. Jako sterowniki prądu przemiennego - w automatyce silników indukcyjnych i w technice oświetleniowej. Jako łączniki i przerywacze prądu stałego i przemiennego - w automatyce napędu elektrycznego, końcowe tory falowników, układach stabilizacji napięcia i w technice zabezpieczeń. Jako przemienniki częstotliwości - w automatyce silników indukcyjnych, technice ultradźwięków, w urządzeniach zapłonowych silników spalinowych. Są stosowane w energetycznych układach przekształtnikowych najwyższych napięć i mocy.
Odmiany
fototyrystor, tyrystor asymetryczny , tyrystor dwukierunkowy - triak ,tyrystor elektrostatyczny, tyrystor sterowany, tyrystor triodowy blokujący wstecznie SCR, tyrystor triodowy przewodzący wstecznie, tyrystor wyłączalny prądem bramki GTO (gate turn-off), tyrystor ze zintegrowanym obwodem komutacji bramką IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor)
Zalety i wady
Zalety
małe rozmiary, niewielka masa, duża odporność na wstrząsy, duża odpornośc na narażenia środowiskowe - możliwość pracy w temp. -65 °C do +125 °C , mały spadek napięcia na elemencie przewodzącym rzędu 0,6 - 1,6 V, krótki czas przejścia ze stanu zaporowego w stan przewodzenia i na odwrót ,możliwość pracy przy dużych napięciach i natężeniach (do 10 kV i kilku kA)
Wady
jednokierunkowe przewodzenie (nie dotyczy tyrystora dwukierunkowego - triaka), "wygasanie" tyrystora po zaniku prądu przewodzenia, wymagające ponownego "zapłonu" prądem bramki (wada ta bywa wykorzystywana i w niektórych zastosowaniach staje się zaletą)
Tranzystor
Tranzystor - trójelektrodowy (rzadko czteroelektrodowy) półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego.
Podział
Wyróżnia się dwie główne grupy tranzystorów, różniące się zasadniczo zasadą działania - tranzystory bipolarne i tranzystory unipolarne.
Tranzystory bipolarne , w których prąd przepływa przez złącza półprzewodnika o różnym typie przewodnictwa (n i p). Zbudowany jest z trzech warstw półprzewodnika o różnym typie przewodnictwa: npn lub pnp (o nazwach emiter - E, baza - B i kolektor - C). Charakteryzuje się tym, że niewielki prąd płynący pomiędzy dwiema jego elektrodami (bazą i emiterem) steruje większym prądem płynącym między innymi elektrodami (kolektorem i emiterem).
Tranzystory unipolarne (tranzystory polowe) to takie, w których prąd płynie przez półprzewodnik o jednym typie przewodnictwa. Prąd wyjściowy jest w nich funkcją napięcia sterującego.
W obszarze półprzewodnika z dwiema elektrodami: źródłem (symbol S) i drenem (D) tworzy się tzw. kanał, którym płynie prąd. Wzdłuż tego obszaru umieszczona jest trzecia elektroda, zwana bramką (G). Napięcie przyłożone do bramki zmienia przewodnictwo kanału, wpływając w ten sposób na płynący prąd. W tranzystorach MOSFET bramka jest odizolowana od kanału warstwą dielektryka, a w tranzystorach polowych złączowych (JFET) spolaryzowanym w kierunku zaporowym złączem p-n.
Zastosowanie
.Są wykorzystywane do budowy wzmacniaczy różnego rodzaju: różnicowych, operacyjnych, mocy, selektywnych, pasmowych. Jest kluczowym elementem w konstrukcji wielu układów elektronicznych, takich jak źródła prądowe, lustra prądowe, stabilizatory, przesuwniki napięcia, klucze elektroniczne, przerzutniki, generatory i wiele innych. Ponieważ tranzystor może pełnić rolę klucza elektronicznego, z tranzystorów buduje się także bramki logiczne. Tranzystory są także podstawowym budulcem wielu rodzajów pamięci półprzewodnikowych (RAM, ROM itp.).
Dioda
Dioda - dwuzaciskowy element elektroniczny, który przewodzi prąd elektryczny w sposób niesymetryczny, to jest bardziej w jednym kierunku niż w przeciwnym.. Obecnie najczęściej spotykanym rodzajem są diody półprzewodnikowe, zbudowane z dwóch warstw odmiennie domieszkowanego półprzewodnika, tworzących razem złącze p-n. Diody te mogą być rozpatrywane jako elektroniczna wersja zaworu zwrotnego, ponieważ istotą ich działania jest przewodzenie prądu w jednym kierunku (zwanym kierunkiem przewodzenia) i blokowanie jego przepływu w drugim. Właściwość tę wykorzystuje się do prostowania napięcia przemiennego oraz demodulacji sygnałów w odbiornikach radiowych.
Za pomocą modyfikacji złącza p-n można zmienić charakterystykę diody, dzięki czemu może się ona zachowywać w sposób bardziej skomplikowany niż prosty zawór elektryczny. Przykładem są diody Zenera (używane do stabilizowania napięcia), diody pojemnościowe (używane w obwodach strojenia), diody tunelowe (używane w generatorach mikrofalowych) czy diody LED (emitujące światło).
Rodzaje diod
próżniowa, zrealizowana jako lampa próżniowa, półprzewodnikowa, zrealizowana jako połączenie półprzewodników typu p i typu n, Schottky'ego, będąca złączem metal-półprzewodnik
uniwersalna , prostownicza ,impulsowa , pojemnościowa ,tunelowa (Esakiego) , elektroluminescencyjna (LED), dioda superluminescencyjna (SLD), Zenera (stabilistor) ,Gunna , mikrofalowa , krzemowa, germanowa ,zabezpieczająca ,stałoprądowa ,PIN ,ostrzowa ,ładunkowa ,wsteczna ,laserowa ,dioda pozorna ,Dioda lawinowa