Polovodičové spínací součástky
- Tranzistor (také zapojení, zesilovač a spínač, rozdíl mezi bipolárním a unipolárním)
- Tyristor (také zde)
- Triak (také zde)
Tranzistor
Tranzistory jsou zesilovací (aktivní) polovodičové prvky. Je možno je dělit na bipolární a unipolární, podle toho, zda se na zesilování podílí oba typy nosičů nábojů (vodivostní elektrony i díry) nebo jen jeden typ nosičů.
Malá změna proudu báze IB způsobí v tranzistoru velkou změnu proudu kolektoru IC (tranzistor má velké proudové zesílení). Po odpojení proudu IB ihned klesne proud IC do závěrné oblasti.
U tranzistoru zapojeného jako spínač se používají pouze dva stavy:
- sepnut – v oblasti saturace (přebuzení)
- rozepnut – v závěrné oblasti
K buzení tranzistoru jako spínač se používá proud IB=k*IBmin. V praxi se volí k = 2 až 5
Tyristor
Tyristor je polovodičová součástka tvořená čtyřmi vrstvami polovodiče P a N. Na vnitřní vrstvu polovodiče P (P-Gate), nebo N (N-Gate) je připojena řídící elektroda Gate.
Charakteristika v propustném směru s odpojenou řídící elektrodou je stejná jako charakteristika čtyřvrstvé diody – při průrazném napětí napětí na tyristoru prudce poklesne a proud vzroste.
Prochází-li proud řídící elektrodou, spínací napětí se snižuje. Tyristor lze sepnout krátkým impulzem do řídící elektrody – nejčastější způsob řízení. Pokud proud, který protéká tyristorem klesne pod hodnotu IH (přídržný proud) tyristor se opět uzavře.
Triak
K řízení střídavého proudu je možno použít dvou tyristorů v antiparalelním zapojení, jeden typu
P-Gate a druhý typu N-Gate. Realizace tohoto zapojení v rámci jedné součástky se nazývá triak. Je to triodový obousměrný tyristor s jednou řídící elektrodou. Zapalovací impulz sepne dle polarity jeden ze dvou tyristorů v triaku.
Triak lze v obvodu střídavého i stejnosměrného proudu sepnout v obou směrech.
Triak má oproti dvou tyristorům zapojených v antiparalelním zapojení nevýhodu v krátké době k obnovení závěrného stavu. Proto se nehodí k řízení větších frekvencí. U větších výkonů se používají dvojité tyristory (zejména kvůli větší účinnosti chlazení).