Tiristore: differenze tra le versioni

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{{Componente elettronico

[[Immagine:Simbolo-scr.png|right|Simbolo circuitale del tiristore]]

|componente = Tiristore (o SCR)

|immagine = SCR1369.jpg

|didascalia = Un SCR da circa 100 [[ampere]] e 1200 [[volt]] montato su una aletta di raffreddamento

|tipo = [[Componente passivo|passivo]]

|prima_produzione = 1956

|simbolo = Thyristor circuit symbol.svg

|pin = [[anodo]], [[porta logica|gate]] e [[catodo]]

}}

Il '''tiristore''' o '''SCR''' ({{Inglese|Silicon Controlled Rectifier}}) è un [[componente elettronico]], dal punto di vista elettrico, pressoché equivalente al [[diodo]], con la sola differenza che la conduzione diretta avviene solamente in seguito all'applicazione di un opportuno segnale di innesco su un terzo terminale denominato ''gate''.<ref>{{Cita Perchéweb|url=https://eandc.ru/news/detail.php?ID=30537|titolo=Tiristori ilsemiconduttori: segnaledispositivo, principio di innescofunzionamento, siaclassificazione, valido deve superare un valoreparametri di [[corrente]]base, minimo che dipende dal tiristore e dalla tensione [[anodo]]-[[catodo]] presente in interdizione.applicazione|sito=|accesso=}}</ref>

== Funzionamento ==

Il '''tiristore''' o '''SCR''' (Silicon Controlled Rectifier) è dal punto di vista elettrico pressoché equivalente al [[diodo]] con la sola differenza che la conduzione diretta avviene solamente in seguito all'applicazione di un opportuno segnale di innesco su un terzo terminale denominato ''gate''. Perché il segnale di innesco sia valido deve superare un valore di [[corrente]] minimo che dipende dal tiristore e dalla tensione [[anodo]]-[[catodo]] presente in interdizione.

Perché il segnale di innesco sia valido deve superare un valore di [[Corrente elettrica|corrente]] minimo che dipende dal tiristore e dalla tensione [[anodo]]-[[catodo]] presente in interdizione.

La conduzione permane anche alla cessazione del segnale e fino a che la corrente diretta non scendescenda sotto un valore minimo di mantenimento (detto corrente di tenuta), ancheoppure in seguito all'inversione della polarità della tensione.<br />A-K.

La conduzione si può instaurare anche se la [[tensione]] inversa supera un valore pari all'incirca al limite di rottura in polarizzazione inversa.<br/>

Inoltre, nella tecnologia CMOS e in particolare nella struttura integrata di un inverter realizzato in tecnologia n-well o p-well, è presente un tiristore (SCR) parassita che genera il cosiddetto fenomeno del latch-up. Tale fenomeno ha l'effetto di creare un cammino a bassa impedenza fra l'alimentazione e la massa, con conseguente distruzione delle piste di alimentazione vicino alla zona di innesco. La sensibilità di innesco di questo fenomeno chiaramente indesiderato dipende dal layout della struttura CMOS.<br/>

Costruttivamente il tiristore è costituito da un quadruplo strato di [[Semiconduttore|semiconduttori]] p-n-p-n, con l'[[anodo]] collegato allo stato ''p'' esterno, il [[catodo]] allo strato ''n'' opposto ed il gate al ''p'' intermedio. Lo si può considerare equivalente ad un circuito con due [[transistor]] collegati come in figura:

[[Image:Thyristor.png|center|Schema equivalente del tiristore]]

La conduzione si può instaurare anche se la [[tensione elettrica|tensione]] inversadiretta supera un valore pari all'incirca al limite di rottura in polarizzazione inversadiretta, detta tensione di breakover, poiché le correnti di deriva diventano non trascurabili e tali da attivare il dispositivo.<br/>

Inoltre,È da notare che nella tecnologia [[CMOS]], e in particolare nella struttura integrata di un inverter realizzato in tecnologia n-well o p-well, è presente un tiristore (SCR) parassita che genera il cosiddetto fenomeno del latch-up. Tale fenomeno ha l'effetto di creare un cammino a bassa impedenza fra l'alimentazione e la massa, con conseguente distruzione delle piste di alimentazione vicino alla zona di innesco. La sensibilità di innesco di questo fenomeno chiaramente indesiderato dipende dal layout della struttura CMOS.<br/>

L'impiego tipico si ha nei [[Raddrizzatore|raddrizzatori]] di [[tensione]] controllabili, in grado di fornire tensioni continue regolabili da una tensione alternata fissa. Altri impieghi si hanno negli [[inverter]] e nei convertitori di tensione alternata. Il circuito di innesco degli SCR fa si che questo si trova in ritardo rispetto alla tensione anodo-catodo; questo provoca un frazionamento della tensione raddrizzata (il cosiddetto Controllo di fase).

In particolare, in presenza di n-well e p-well non isolati da dielettrico il fenomeno del latch-up non è tecnicamente eliminabile; tuttavia si può ridurre praticamente a zero la possibilità di innesco dell'effetto con specifiche soluzioni tecnologiche. La principale consiste nel disporre nelle vicinanze del confine tra i well una serie di contatti alle tensioni di polarizzazione del well (+VDD per i p-well e -VSS per gli n-well).

Qualora si debbano gestire [[Potenza|potenze]] molto elevate si impiega una combinazione di due tiristori in [[antiparallelo]] piuttosto che un singolo [[triac]], ottenendo una più efficace dissipazione del [[calore]] e migliori caratteristiche elettriche.

== Composizione interna ==

La disponibilità di tiristori è ampia, spaziando dai più piccoli in grado di gestire pochi [[ampere]] ai modelli che trovano impiego nella regolazione della velocità di [[motore elettrico|motori elettrici]] nella trazione ferroviaria ed altre applicazioni industriali.

Costruttivamente il tiristore è costituito da un quadruplo strato di [[Semiconduttore|semiconduttori]] p-n-p-n, con l'[[anodo]] collegato allo statostrato ''p'' esterno, il [[catodo]] allo strato ''n'' opposto ed il gate al ''p'' intermedio. Lo si può considerare equivalente ad un circuito con due [[transistor]] collegati come in figura:

[[File:Thyristor.svg|center|Struttura a [[Giunzione p-n|giunzioni]] dell'SCR, costruzione equivalente a [[transistor]] e simbolo [[elettrico]]|frame]]

Si può notare la presenza di due [[Transistor a giunzione bipolare|BJT]] collegati in [[retroazione]] l'uno all'altro, ed è proprio questo effetto a permettere l'innesco. Dato che la corrente di base del BJT NPN è regolata dal terminale di gate esso può innescare il dispositivo in quanto un aumento della corrente di base comporta un aumento della corrente di collettore e quindi un aumento della corrente di base del PNP che comporterà un ulteriore aumento di corrente in base al NPN. Dunque si instaura un meccanismo di retroazione positiva tale da portare in breve tempo il tiristore dallo stato di alta impedenza a quello di bassa impedenza e quindi conduzione.

[[Categoria:Componenti elettronici]]

Nonostante tutto non è solo la corrente di gate a innescare il dispositivo, o almeno non solo se applicata direttamente. Una brusca variazione della tensione di gate può provocare l'insorgere di una corrente di spostamento nelle capacità parassite del dispositivo e questo può essere sufficiente ad accenderlo.

[[bg:Тиристор]]

[[cs:Tyristor]]

== Impiego ==

[[de:Thyristor]]

L'impiego tipico si ha nei [[Raddrizzatore|raddrizzatori]] di [[tensione elettrica|tensione]] controllabili, in grado di fornire tensioni continue regolabili da una tensione alternata fissa. Altri impieghi si hanno negli [[inverter]] e nei (convertitori dida tensioneDC alternata. Il circuito di innesco degli SCR fa si che questo si trova in ritardo rispetto alla tensione anodo-catodo; questo provoca un frazionamento della tensione raddrizzata (il cosiddetto Controllo diad faseAC).

[[en:Thyristor]]

[[es:Tiristor]]

Consideriamo l'SCR usato per il controllo della potenza in circuiti alimentati in corrente alternata sinusoidale, in questo caso il circuito di innesco degli SCR fa sì che questo si trovi in ritardo (di [[Fase (segnali)|fase]]) rispetto alla tensione anodo-catodo; questo provoca un frazionamento della tensione raddrizzata, in pratica al carico arriva solo una frazione della semionda realizzando in tal modo il cosiddetto Controllo di fase.

[[et:Türistor]]

[[File:Innesco SCR.jpg|miniatura|Ritardo (di fase) nell'innesco di un SCR]]

[[fi:Tyristori]]

[[fr:Thyristor]]

Qualora si debbano gestire entrambe le semionde di un segnale sinusoidale, si impiega una combinazione di due tiristori in [[antiparallelo]], ottenendo una più efficace dissipazione del [[calore]] e migliori caratteristiche elettriche, oppure un singolo [[triac|TRIAC]] anche se questo componente presenta caratteristiche inferiori agli SCR (in termini di tensioni e correnti molto più limitate, velocità di commutazione inferiori).

[[hr:Tiristor]]

[[ja:サイリスタ]]

La disponibilità di tiristori è ampia, spaziando dai più piccoli in grado di gestire pochipoche decine di [[amperemilliampere]] ai modelli che trovano impiego nella regolazione della velocità di [[motore elettrico|motori elettrici]] nella trazione ferroviaria ed altre applicazioni industriali.

[[ko:사이리스터]]

[[nl:Thyristor]]

==Note==

[[pl:Tyrystor]]

<references/>

[[pt:Tiristor]]

[[ru:Тиристор]]

== Bibliografia ==

[[sk:Tyristor]]

*{{Cita testo|titolo=I tiristori – 110 progetti pratici|url=https://archive.org/details/itiristori110progettipratici|autore=R. M. Marston|editore=Gruppo Editoriale Jackson|anno=|ISBN=}}

[[sr:Tiristor]]

*{{Cita testo|titolo=Manuale degli SCR – Triac e altri tiristori – Vol. 1|url=https://archive.org/details/manualedegliscrvol1|autore=|editore=Gruppo Editoriale Jackson|anno=1982|ISBN=88-7056-115-1}}

[[tr:Tristör]]

== Voci correlate ==

* [[TRIAC]]

* [[Gate Turn Off|GTO]]

* [[IGBT]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|wikt|wikt_etichetta=tiristore|preposizione=sul}}

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{cita web|http://www.microst.it/Tutorial/SCR_TRIAC.html|Tutorial in Italiano sugli SCR e TRIAC}}

[[Categoria:{{Componenti elettronici]]}}

{{Controllo di autorità}}

{{portale|elettrotecnica}}

[[Categoria:Dispositivi a semiconduttore]]

[[Categoria:Elettronica di potenza]]