Tyrystor to urządzenie półprzewodnikowe z dwoma stabilnymi stanami i trzema (lub więcej) współpracującymi złączami prostowniczymi. Pod względem funkcjonalności tyrystor określany jest jako elektroniczne, nie w pełni sterowalne klucze. Jak działa to urządzenie i jak ono wygląda?
Klasyfikacja tyrystorów
Typowy tyrystor ma trzy wyprowadzenia w postaci anody, katody i elektrody bramkowej, gdzie anoda styka się z zewnętrzną warstwą p, a katoda styka się z zewnętrzną warstwą n. Klasyfikacja tyrystorów odbywa się w zależności od liczby dostępnych przewodów: na przykład urządzenie z dwoma przewodami (anodą i katodą) nazywa się dinistorem, a urządzenie z trzema lub czterema przewodami nazywa się triodą lub tetrodą tinistor. Jednym z ciekawszych urządzeń jest triak (symetryczny tinistor), który włącza się przy dowolnej polaryzacji napięcia.
Istnieją tinistory z jeszcze większą liczbą półprzewodnikowych obszarów przemiennych.
Zazwyczaj to urządzenie jest reprezentowane przez dwa połączone ze sobą tranzystory działające w trybie aktywnym. Skrajne obszary tyrystora nazywane są emiterem, a jego centralne złącze nazywa się kolektorem. Tyrystor jest włączany poprzez podanie impulsu do obwodu sterującego o dodatniej polaryzacji (w stosunku do katody). Czas trwania procesów przejściowych w tym przypadku zależy od charakteru i prądu obciążenia, amplitudy, przyłożonego napięcia, szybkości narastania prądu i tak dalej. W celu wizualnego wyjaśnienia działania tyrystora zwykle stosuje się charakterystykę prądowo-napięciową urządzenia.
Działanie tyrystora
Do anody urządzenia przykładane jest niewielkie napięcie dodatnie. W takim przypadku złącze kolektora jest włączane w przeciwnym kierunku, a złącza emiterowe są włączane w kierunku do przodu. Na charakterystyce prądowo-napięciowej przekrój od zera do jednego jest w przybliżeniu równy odwrotnej gałęzi charakterystyki prądowo-napięciowej diody (stan zamknięty urządzenia). Wraz ze wzrostem napięcia anodowego rozpoczyna się wstrzykiwanie nośników podstawowych, powodując akumulację dziur i elektronów, co odpowiada różnicy potencjałów na złączu centralnym.
Po zwiększeniu prądu za pomocą tyrystora napięcie obecne na złączu kolektora zmniejszy się.
Wraz ze spadkiem napięcia do pewnego poziomu tyrystor przechodzi w stan zwany ujemną rezystancją różnicową. Następnie wszystkie przejścia tyrystora są przemieszczane w kierunku do przodu, co powoduje jego otwarcie. Urządzenie będzie w nim, dopóki złącze kolektora nie zostanie przesunięte w tym samym kierunku. Odwrotne połączenie tyrystora daje taką samą charakterystykę prądowo-napięciową jak dwie diody połączone szeregowo. W takim przypadku napięcie wsteczne będzie ograniczone przez napięcie przebicia.
