Thyristor/Caractéristique

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Caractéristique
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Chapitre no 1
Leçon : Thyristor
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Le thyristor

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Le thyristor (ou "Diode commandée") est un semi-conducteur de structure PNPN (P étant un semi-conducteur Positif et N négatif) assimilable à un ensemble de trois jonctions ; il constitue un interrupteur unidirectionnel à fermeture commandée (voir la diode). Outre l'anode A et la cathode K, il est muni d'une électrode de déblocage ou gâchette.

Modes de fonctionnement

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  • Si la tension v à ses bornes est négative, le thyristor est bloqué ; il n'est parcouru que par un faible courant inverse. Il faut veiller à ne pas dépasser la tension inverse maximale (risque de détérioration).
  • Si la tension devient positive, le thyristor reste bloqué ; il n'est parcouru que par un faible courant de fuite direct. Il faut veiller à ne pas dépasser la tension directe blocable à courant de gâchette nul (toujours risque de détérioration).
  • Si la tension v est positive, et que l’on fait passer une impulsion de courant dans la gâchette, le thyristor s'amorce et devient passant. Il faut veiller à ce que la durée de l'impulsion soit suffisante pour que le courant dans le thyristor soit supérieur au courant d'accrochage.
  • Quand il est conducteur, le thyristor se comporte comme une diode. Seule sa chute de tension directe est un peu plus forte.
  • Il ne se bloque que lorsque le courant direct s'annule. (En réalité, il se bloque lorsque le courant qui le traverse devient inférieur à une valeur limite appelée courant de maintien). Après l'amorçage, la gâchette a perdu son pouvoir de contrôle.

Caractéristique statique

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Lors de l'étude des redresseurs à thyristors, on utilise la caractéristique schématisé suivante. Elle comprend trois grandes parties :

  • OA, tension négative, thyristor bloqué
  • OB, tension positive, thyristor bloqué, pas d'impulsion sur la gâchette
  • OC, après l'envoi d'une impulsion alors que v est positive, le thyristor est passant

Voici la description plus précise des différentes parties :

  • 1 : Avalanche, ou tension de claquage négative
  • 2 : Courant inverse
  • 3 : Courant de fuite direct
  • 4 : Tension d'amorçage (claquage positive) directe
  • 5 : Courant de maintien
  • 6 : Courant de conduction
  On remarquera que, selon l'importance du courant de gâchette, la valeur de la tension directe pour laquelle se produit le déclenchement est différente.

Principales caractéristiques limites

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Le fonctionnement est un peu spécifique. Pour l'amorcer (laisser passer le courant entre l'anode et la cathode), deux conditions sont possibles :

  • Tension anode-cathode supérieure à une tension spécifique dépendant du modèle. Un thyristor peut donc démarrer sans tension de contrôle.
  • Courant de gâchette supérieur à une valeur spécifique.

Une fois amorcé, le courant anode - cathode doit rester supérieur à une valeur dite d'accrochage pour maintenir la conduction.

Pour l’utilisation d'un thyristor dans un redresseur, il faut s'assurer que

  • Le courant direct ne s'établit pas trop rapidement (limitation du  ), sinon des échauffements locaux détruisent le composant.
  • La tension directe appliquée au thyristor bloqué ne croit pas trop rapidement (limitation du  ),sinon il s'amorce sans impulsion de déblocage.
  • Après le blocage, une tension positive n’est pas appliquée à ses bornes avant un intervalle de temps suffisant, sinon il se réamorce sans impulsion de gâchette. Cet intervalle, désigné par   est appelé temps de blocage.