Un thyristor peut-il être construit à partir de deux transistors?

Soi-disant, un thyristor / SCR n'est qu'un simple semi-conducteur PNPN à quatre couches.

Si c'est le cas..

Lorsqu'un circuit nécessite un thyristor / thyristor et qu'il n'y en a pas de disponible, peut-il être remplacé par (c'est-à-dire fabriqué à partir de) deux BJT (ou d'autres composants discrets, d'ailleurs)?

Voici quelques exemples que j'avais en tête; anode = bleu, grille = vert, cathode = orange:

transistors semiconductors thyristor circuit-theory substitution voix
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Oui c'est possible. Mais c'est délicat car vous devez les faire correspondre correctement. Vous pouvez également étendre un peu le circuit pour en faire un sans avoir à faire tout ce qui correspond.

jonk

@jonk Cool. Parlez-moi de cette expansion.

voix

La réponse que vous avez de Spehro, si vous avez remplacé

par une diode, correspond à ce que je pensais quand j'ai écrit cela. La résistance et la diode seraient "l'expansion". Si vous pouvez concevoir / sélectionner les BJT, vous pouvez le faire également avec un PNP et un NPN et zéro composant ajouté, c'est pourquoi j'ai dit l'autre chose que j'ai dit aussi.

R_{3}

$R_3$

jonk

Réponses:

Il existe deux types simples de thyristors constitués de deux BJT. L'un est le SCR et l'autre est un PUJT. (Le PUJT utilisera la base de au lieu de la base de comme porte - voir les circuits ci-dessous.) Mais les principaux problèmes que j'ai rencontrés lors de la fabrication d'un de ces éléments à partir de pièces discrètes sont que vous devez manipuler- sélectionnez les BJT pour que cela fonctionne. Sinon, rien de bon n'en sort et c'est très, très frustrant. Le schéma de gauche ci-dessous est donc peu pratique . Alors ne t'embête pas. $Q_2$ $Q_1$

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

$R_1$ $Q_1$ $R_2$ $Q_2$ $R_1$ $R_1$ $Q_1$ $Q_2$ $R_2$ $Q_2$ $Q_2$ $Q_1$

$Q_2$ $\beta=1$ $Q_2$ $Q_1$ $V_{CE}$ plus une jonction de diode base-émetteur pilotée à très haut courant dont la chute de tension dépend presque entièrement de la quantité de courant que vous souhaitez faire passer à travers l'appareil. Et comme cela peut être assez élevé, vous pouvez facilement vous retrouver avec des chutes de tension dépassant un volt et peut-être même 1,5 volts.

Une réponse à cela est de trouver un moyen de réduire les courants de base nécessaires afin que la chute de tension à travers les jonctions BE puisse être réduite de la même manière.

$Q_1$

Cette diode est essentiellement juste un BJT connecté par diode - avec une différence importante. Le courant de saturation pour les diodes typiques est beaucoup plus élevé que pour les BJT à petit signal. (Et ils peuvent également transporter un courant équitable.) Cela signifie qu'ils conduisent un peu plus de courant à travers eux pour la même tension aux bornes d'eux. En effet, cela donne un miroir de courant avec un gain de courant beaucoup moinsque 1. Combien moins, exactement, n'a pas vraiment d'importance car TOUTE amélioration ici permet de réduire la chute de tension sur l'ensemble du circuit. Donc, tout va bien. Différentes diodes avec des courants de saturation différents donneront des résultats différents. Mais à peu près n'importe quelle diode sur laquelle vous pouvez mettre la main aura des courants de saturation plus élevés que la plupart des BJT que vous pourriez appliquer. Donc, cela «fonctionne tout simplement», généralement.

$Q_1$ $Q_2$ $Q_2$ $Q_1$ $Q_2$

$Q_2$ $Q_1$ $Q_1$ $V_{BE}$ $R_1$

$\beta$

Vous pouvez également appliquer une petite résistance en série avec la diode pour dégrader le effectif $\beta$ $Q_1$ $\beta$ $Q_1$

$50\:\textrm{mA}$

La ligne rouge montre la dissipation de puissance d'un circuit similaire à la version à résistance uniquement (circuit du milieu ci-dessus) et la ligne verte montre la dissipation de puissance de la version à diode (circuit de droite ci-dessus.) (Ils sont par ailleurs presque identiques.) l'esprit ce sont des pièces schématiques simulées. Les résultats réels seront donc différents. Mais l'idée de base demeure. Vous pouvez voir que la ligne verte est inférieure (moins de puissance) que la ligne rouge et est dans ce cas environ 1 / 3ème plus faible en dissipation de puissance.

$200\:\Omega$ $10\:\textrm{V}$

Il y a donc une baisse de tension du circuit plus faible dans le circuit à diode (ce qui est mieux) et une dissipation de puissance plus faible, également (ce qui est également meilleur).

jonk
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Belle réponse approfondie. +1

Spehro Pefhany

Êtes-vous en train de prétendre qu'un transistor, qui peut être un BJT normal, est forcé de fonctionner en tant que PUJT, ou que vous auriez besoin d'utiliser un PUJT?

rackandboneman

@rackandboneman Je ne sais même pas où cette question se pose. Le PO a demandé: "Un thyristor peut-il être construit à partir de deux transistors?" J'ai répondu qu'un SCR et un PUJT peuvent être construits à partir de deux transistors, mais que la "grille" vient d'un endroit différent entre les deux. C'est tout. D'où vous est venue l'idée que j'abordais tout ce qui concernait "un transistor" dans votre question ???

jonk

Oui, c'est facile. Vous voudriez généralement ajouter des résistances base-émetteur à un ou aux deux transistors pour contrôler le déclenchement et le courant de maintien.

Voici un SCR simulé qui se déclenche à environ 400uA de courant de porte.

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Cette construction vous donne deux «portes» - celle du haut peut être utilisée pour faire le complément d'un SCR normal tel que 2N506x, qui, s'ils existent même, ne sont pas courants.

Notez cependant que vous ne pouvez pas faire un triac (également un thyristor) de cette façon.

Notez également que tout le courant passe à travers les jonctions BE, donc respectez les valeurs nominales, et les deux transistors doivent être évalués pour la tension de blocage souhaitée.

Spehro Pefhany
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R_{3}

$R_3$

Q_{2}

$Q_2$

Q_{1}

$Q_1$

Merci pour l'info. Quoi de neuf avec l'oscillateur en dents de scie dans votre schéma, cependant? J'espère que ce n'est pas une question stupide.

voix

J'ai couru en dents de scie dans la simulation pour augmenter le courant de la porte jusqu'à ce que le "SCR" se déclenche donc je n'ai eu à exécuter la simulation qu'une seule fois, et il suffit de regarder le graphique où la chose s'est déclenchée. Il a également vérifié que l'action SCR fonctionnait puisque le «SCR» est resté allumé après que le courant de grille a été supprimé - au moins avec suffisamment de résistance de grille ajoutée pour empêcher une action GTO.

Spehro Pefhany

@jonk Idée intéressante. Vous devriez avoir une grande diode associée à un petit transistor pour obtenir le courant à partager de manière appropriée, ou peut-être utiliser deux transistors PNP adaptés et mettre un goût de résistance dans l'émetteur de l'un à la Bob Widlar. Je ne sais pas exactement ce qui serait gagné - peut-être une capacité plus actuelle si vous le faisiez aux deux. Vous voulez en faire une réponse?

Spehro Pefhany

@SpehroPefhany Je suppose que je pourrais. L'idée est venue quand j'ai eu du mal à comprendre comment un PUJT 2N6028 fonctionnait et j'ai essayé d'en "fabriquer" avec des BJT. Franchement, ces expériences «ont terriblement fonctionné». Mais je suis tombé sur l'idée qu'un miroir actuel construit à partir d'un 1N4148 pourrait faire des merveilles. Je crains cependant qu'une bonne réponse prenne un certain temps à expliquer.

jonk