Um tiristor pode ser construído a partir de dois transistores?


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Supostamente, um SCR / tiristor é apenas um semicondutor PNPN simples de quatro camadas.

Se for esse o caso ..

Quando um circuito pede um SCR / tiristor, e não há um disponível, ele pode ser substituído por (isto é, criado a partir de) dois BJTs (ou outros componentes discretos, nesse caso)?


Aqui estão alguns exemplos que eu tinha em mente; ânodo = azul, portão = verde, cátodo = laranja: insira a descrição da imagem aqui insira a descrição da imagem aqui


Sim, pode ser. Mas é complicado, pois você precisa combiná-los corretamente. Você também pode expandir um pouco o circuito para fazer um sem precisar fazer toda essa correspondência.
jonk

@jonk Cool. Conte-me sobre essa expansão.
vozes

2
A resposta que você tem de Spehro, se você substituiu com um diodo, é sobre o que eu estava pensando quando escrevi isso. O resistor e o diodo seriam a "expansão". Se você pode projetar / selecionar os BJTs, também pode fazê-lo com um PNP e um NPN e zero componentes adicionados, e foi por isso que eu disse a outra coisa também. R3
jonk

Respostas:


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Existem dois tipos fáceis de tiristores feitos de dois BJTs. Um é o SCR e o outro é um PUJT. (O PUJT usará a base do vez da base do Q 1 como porta - veja os circuitos abaixo.) Mas os principais problemas que encontrei ao fazer um desses funcionar com peças discretas são que você precisa selecione BJTs para fazer isso funcionar. Caso contrário, nada de bom vem disso e é muito, muito frustrante. Portanto, o esquema do lado esquerdo mostrado abaixo é praticamente impraticável . Então nem se incomode.Q2Q1

esquemático

simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab

R1Q1 R2Q2 R1R1Q1Q2R2Q2 Q2Q1

Q2β=1Q2Q1VCEalém de uma junção de diodo emissor de base acionado por super alta corrente cuja queda de tensão depende quase inteiramente da quantidade de corrente que você deseja acionar através do dispositivo. E como isso pode ser bastante alto, você pode facilmente terminar com quedas de tensão superiores a um volt e talvez até 1,5 volts.


Uma resposta para isso é encontrar uma maneira de reduzir as correntes de base necessárias para que a queda de tensão nas junções BE possa ser reduzida de maneira semelhante.

Q1

Este diodo é essencialmente apenas um BJT conectado por diodo - com uma diferença importante. A corrente de saturação para diodos típicos é muito maior do que para BJTs de pequeno sinal. (E eles também podem carregar uma corrente justa.) Isso significa que eles conduzem um pouco mais de corrente através deles para a mesma tensão através deles. Com efeito, isso cria um espelho atual com um ganho atual muito menorque 1. Quanto menos, exatamente, realmente não importa, porque QUALQUER melhoria aqui ajuda a reduzir a queda de tensão em todo o circuito. Então é tudo de bom. Diodos diferentes com algumas correntes de saturação diferentes produzirão resultados diferentes. Mas praticamente qualquer diodo em que você pode colocar as mãos terá correntes de saturação mais altas do que a maioria dos BJTs que você pode aplicar. Então, "simplesmente funciona", normalmente.

Q1Q2Q2Q1Q2

Q2Q1Q1VBER1

β

βQ1βQ1


50.mA

insira a descrição da imagem aqui

A linha vermelha mostra a dissipação de energia de um circuito semelhante à versão somente do resistor (circuito do meio acima) e a linha verde mostra a dissipação de energia da versão do diodo (circuito da direita acima.) (Eles são quase idênticos.) lembre-se de que essas são partes esquemáticas simuladas. Portanto, os resultados reais serão diferentes. Mas a idéia básica permanece. Você pode ver que a linha verde é mais baixa (menos energia) que a linha vermelha e, nesse caso, é cerca de 1/3 mais baixa na dissipação de energia.

200Ω10V

Portanto, há uma queda de tensão menor no circuito baseado em diodo (o que é melhor) e menor dissipação de energia (o que também é melhor).


Boa resposta completa. +1
Spehro Pefhany

Você está reivindicando um transistor, que pode ser um BJT normal, é forçado a funcionar como um PUJT, ou que você precisaria usar um PUJT?
rackandboneman

@rackandboneman Eu nem tenho certeza de onde essa pergunta surge. O OP perguntou: "Um tiristor pode ser construído a partir de dois transistores?" Respondi que tanto um SCR quanto um PUJT podem ser construídos a partir de dois transistores, mas que o "gate" vem de um local diferente entre os dois. Isso é tudo. De onde você tirou a ideia de que eu estava abordando algo relacionado a "um transistor" na sua pergunta ???
jonk

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Sim, é fácil. Você normalmente gostaria de adicionar resistores emissores de base a um ou ambos os transistores para controlar o gatilho e a corrente de retenção.

Aqui está um SCR simulado que dispara a cerca de 400uA de corrente do portão.

esquemático

simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab

Essa construção oferece dois 'portões' - o superior pode ser usado para complementar um SCR normal, como o 2N506x, que, se existirem, não são comuns.

Note, no entanto, que você não pode fazer um triac (também um tiristor) dessa maneira.

Observe também que toda a corrente flui através das junções BE, observe as classificações e os dois transistores devem ser classificados para a tensão de bloqueio desejada.


1
R3Q2Q1 volta à entrada. Mas haveria mais partes e eu resistiria ao pensamento.) Mas acho que o diodo a mudança pode tornar esse desempenho apenas um pouco melhor. A corrente de disparo pode ser um pouco menor, no entanto.
jonk

Obrigado pela informação. Mas o que há com o oscilador dente de serra no seu esquema? Espero que não seja uma pergunta estúpida.
vozes

Eu corri o dente de serra na simulação para aumentar a corrente do portão até que o "SCR" fosse acionado, então eu só precisei rodar o sim uma vez e apenas observe o gráfico em que a coisa foi acionada. Também verificou que a ação do SCR estava funcionando desde que o 'SCR' permaneceu ligado após a remoção da corrente do portão - pelo menos com resistência suficiente do portão adicionada para impedir a ação do GTO.
Spehro Pefhany

@jonk Ideia interessante. Você precisaria ter um diodo grande combinado com um transistor pequeno para que a corrente compartilhasse adequadamente, ou talvez usar dois transistores PNP correspondentes e colocar um gosto de resistência no emissor de um a Bob Widlar. Não tenho certeza do que exatamente seria ganho - talvez uma capacidade mais atual se você fizesse isso para ambos. Você quer transformar isso em uma resposta?
Spehro Pefhany

@SpehroPefhany Suponho que poderia. A ideia surgiu quando eu estava lutando para entender como um PUJT 2N6028 funcionava e tentei "criar um" com BJTs. Esses experimentos francamente "funcionaram terrivelmente". Mas então caí na ideia de que um espelho atual construído a partir de um 1N4148 poderia fazer maravilhas. Estou preocupado que uma boa resposta leve algum tempo para explicar, no entanto.
jonk
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