ÖZEL TRİSTÖRLER
Tristör tanımının dışında kalan bazı tristörler bulunmaktadır.Bunların bazı özellikleri normal tristörlerdekine benzemekle beraber yeni yetenekler eklenmiştir. Bunlar iki yönlü iletebilme veya tıkama , ters kapı akımıyla tıkamaya sokulabilme , ışıkla iletime geçirilebilme gibi özelliklerdir.
TRÄ°YAK
TANIM VE ÖZELLİKLERİ:
Tristörün sadece bir yönde akım iletimini gerçekleştirmesi özellikle AC güç kontrol devrelerinde çoğunlukla dezavantajdır.Her iki yönde de iletime geçirilebilen bir eleman mevcuttur.Bu eleman triyaktır.
Triyak (TRIAC),”Triode (three electrode) AC” [üç elektrotlu] yarı iletken anahtar olarak anılabilir fakat genel kullanımı bu kelimelerin baÅŸ harflerinin kullanılmasıyla kısaltılmıştır. AC devrelerinde, tristörler gibi bir kapı sinyali kontrolüyle akım anahtarlamalarında kullanılırlar.
Akımı her iki polariteyi de geçirebilme ya da tıkama özelliÄŸi bulunur ki bu özelliÄŸinden dolayı , triyak -genel olarak– iki yönlü triyot tristör olarak adlandırılır. Ä°ki tek yönlü tristörün ters paralel baÄŸlanmış ÅŸekli gibi davranırlar. Böylece , uygulanmış olan gerilimin her iki polaritesini de iletme ya da tıkama yeteneÄŸine sahiptir. Bir pozitif veya negatif kapı akımı kullanarak her iki yönde akım geçiÅŸi saÄŸlanabilir. Özellikle ÅŸebeke frekanslı AC kontrolü için kullanılırlar. Triyağın kullanışlılığı ve güç tutabilme özelliÄŸinin artması nedeniyle AC , DC motor hız kontrolü (ve çalıştırılması) ; ışık ayarı (dimmer) ;AC statik anahtarlama ve ısıtıcı kontrolü gibi tam dalga kontrol uygulamaları için aranan ve çok elveriÅŸli bir elemandır. Bir kristal yapı içinde iki ters paralel p-n-p-n zincirini saÄŸlamak zor olduÄŸun için trisrörler kadar büyük akım ve gerilim deÄŸerleri için üretilmezler.Triyağın kullanımı , normal bir tristöre göre,bir soÄŸutucu ve bir tetikleme devresi yeterli olduÄŸundan daha ekonomiktir.
Anot gerilimi UA ve kapı gerilimi UG ‘nin yönüne baÄŸlı olarak triyağın 4 tetikleme bölgesi vardır(1.,2.,3.,4. Bölgeler).
Triyaklar , 200 A akım deÄŸeri ve 1000 V gerilim deÄŸerlerine kadar kullanılabilir. 400 Hz’e kadar ve özellikle 50-60 Hz’de kullanılabilir.Tipik tetikleme seviyeleri ve büyüklükleri tristörünkilere benzerdir.Mesela , 10-2 mertebesindeki akımlar ve 1 veya 2 voltluk kapı tetikleme sinyali ; 1 ve 2 V iletimdeki gerilimini kapsayan bir sahadadır.
Triyak ve normal tristör arasındaki yön kavramından kaynaklanan farklılığı görmezlikten gelirsek, aralarında birçok benzerliğin olduğunu görebiliriz.Bunlar , ilgili kullanılan terimler (terminoloji) ; tetikleme metotları , uygulamaları ; 1. Bölge karakteristikleri ve üretim teknikleridir. Triyaklarda kapı akımına hassasiyet normal tristörlere nazaran daha azdır , serbest kalma süreleri daha uzundur.Kritik gerilim yükselme hızları da daha küçüktür.Bu nedenle endüktif yüklü uygulamalarda kullanımları zordur çünkü kapı kontrolleri tekrar elde edilemez
Åžekil 1.1‘de bir tipik düşük akımlı triyağın deÄŸerleri verilmiÅŸtir.Birçok triyak açıklaması , sembolü , ve büyüklükleri tristördekilerle aynıdır.Bu tablodaki veriler genellikle en kötü haldir, bu nedenle ana uç ve kapı polaritesi durumlarından en zorlusunu yansıtır.Triyak kapı nicelikleri tepe deÄŸerleri ile en düşük kapı tetikleme seviyeleri deÄŸerleri karıştırılmamalıdır.Kapı nicelikleri tepe deÄŸeri , maksimum izin verilen kapı kaybı ve düşük kapı tetikleme seviyeleri deÄŸerleri de , tetiklenme için gerekli olan minimum seviyeyle ilgilidir.Åžekil 1.1.(a) ve (b). Tipik triyak verileri , geçirme akımı ve maksimum sıcaklık ile ilgili olan grafikleri içerir.
40485
40486
Kapama Durumunda Periyodik Gerilimin Tepe DeÄŸeri ,VDROM
200 V
400 V
Kapı Tetikleme Akımı Tepe DeÄŸeri , IGTM , (Max.1μs için)
4 A
4 A
Kapı Güç Kaybı, PGM (tepe) (Max 1μs ve IGTM ≤ 4 A (tepe) için)
16 W
16 W
Ortalama PGAV
0,2 W
0,2 W
Geçirme Akımı RMS Değeri, It(RMS) ,
TC =+75°C ve 360°’lik iletme açısı için
6A
6A
Şekil 1.1.(a) MT ve Kapı Geriliminin Her İki Polaritesine Ait Bazı Büyüklükler
Karakteristik
Sembol
Sınırlar
Birim
40485
40486
Min
TÄ°pik
Max
Min
Tipik
Max
Kapamadaki Akım Tepe Değeri ,
TJ=+100°C için
IDROM
–
0,1
4
–
0,2
44
mA
Maksimum Ä°letim Gerilimi,
İT = 30 A(tepe) ve TC =+25°C için
vT
–
1,6
4
–
1,6
2,25
V
DC Tutma Akımı , TC =+25°C için
IH0
–
15
2,25
–
15
30
mA
Komutasyon Gerilimi Kritik YükselmeHızı, VDROM=VD, It(RMS)=6A,
di/dt=3,2A/ms ,TC =+75°C için
3
10
30
3
10
–
V/μs
Kapama Gerilimi Kritik Yükselme Hızı , TC =+100°C
dv/dt
30
150
–
20
100
–
DC Kapı Tetikleme Akımı,VD=12V(dc),RL=12Ω,TC=+25°C için
I.Bölge
III.Bölge
IV.Bölge
II.Bölge
IGT
mA
–
15
25
–
15
25
–
15
25
–
15
25
–
25
40
–
25
40
–
25
40
–
25
40
DC Kapı Tetikleme Gerilimi , RL=12Ω VD=12V(dc), TC=+25°C için ve VDROM=VD, RL=125Ω , TJ=+100°C için
VGT
–
1
2,2
–
1
2,2
V
0,2
–
–
0,2
–
–
Kapı Kontrollü İletime Geçme Zamanı
(Gecikme Zamanı + Yükselme Zamanı)
tGT
–
2,2
–
–
2,2
–
μs
Termik Direnç (Jonksiyon-Gövde)
–
–
4
–
–
4
°C/W
Åžekil 1.1.(b).Karakteristikler.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.jpg[/IMG]
ANA UÇ KARAKTERİSTİKLERİ:
Şekil 1. 2.Ana Triyak Yapısı ve Devre Sembolü
Ana triyak yapısı ÅŸekil 2‘de gösterilmiÅŸtir.Triyakda iki yönlü akım geçiÅŸi olabildiÄŸinden dolayı ana uçlar , anot ve katot yerine MT1 ve MT2 olarak adlandırılır.MT1 ucu , kapı ucundaki ve MT2 ucundaki akım gerilim ölçümündeki referans noktasıdır.Her iki ana ucun da ,hem n –tipi hem de p- tipi emiter ile omik kontakları vardır.MT2’deki n-tipi emiter ,MT1 ‘deki p- tipi emiterin direk olarak tersindedir ve MT2’deki p-tipi emiter , MT1’deki n-tipi emiterin direk olarak tersindedir.Bu da, MT1 ve MT2 uçları arasındaki bölgenin p-n-p-n ve n-p-n-p zincirlerinin paralel baÄŸlantısından oluÅŸtuÄŸunu gösterir.Kapı bölgesi daha karmaşık bir yapıdadır.
Bu eleman bir kısa devre emiter yapısına sahiptir.n emiterleri ,komÅŸu p bölgelerine kısa devre edilmiÅŸtir.Bu nedenle ,bu jonksiyonların gerilimleri sıfırdır.EÄŸer kapıya bir darbe uygulanırsa , elektronlar n3 ‘den p2 ‘ye doÄŸru hareket eder.Elektronlar n2 ‘ye birikir ve iletime geçme oluÅŸur.EÄŸer kapıya negatif bir darbe uygulanırsa ,elektronlar n4 ‘den p2 ‘ye hareket eder ve sonuçta yine tetiklenme gerçekleÅŸmiÅŸ olur.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.jpg[/IMG]
Anot gerilimi UA ve kapı gerilimi UG ‘nin yönüne baÄŸlı olarak triyağın 4 tetiklenme bölgesi bulunmaktadır(Åžekil 1.3.).Triyak 1 ve 3. bölgelerde en hassastır ,tetiklenmesi en kolaydır.Daha sonraki hassasiyet sırası 4 ve 2 .bölgelerdir .Modern triyaklar bu 4 bölgede de tetiklenebilecek yapıdadır.
Şekil 1. 3. (a) Anot Akım-Gerilim Karakteristiği , (b)Tetiklenme Bölgeleri
Åžekil 1.3.(a)‘da AC akım-gerilim karakteristiÄŸi gösterilmiÅŸtir. Referans noktası olarak MT1 alınmıştır . 4 tetiklenme bölgesini inceleyecek olursak , 1. bölge MT2’ nin MT1‘e göre pozitif olduÄŸu bölge ve 3. bölge de MT2 ’nin MT1 ‘e göre negatif olduÄŸu bölgedir.Normal tristördeki gibi triyak da kapamadan iletime devrilme gerilimi V B0 ‘da geçer.Ä°letimde, ana akım, IH tutma akımı altına düşene kadar kapı kontrolünü kaybetmiÅŸtir. Devrilme noktasına kapı ucuna pozitif veya negatif bir darbe uygulanarak daha düşük bir ana uç geriliminde ulaşılabilir . Devrilme geriliminin (VB0 ‘ın) ,her iki bölgede de , kapı kontrolünü yitirmemek için , uygulanan normal AC dalga ÅŸeklinden büyük olması gerekir . Böylece her iki polaritede, belirtilmiÅŸ genlikteki bir kapı akımı , her iki bölgede triyağı iletime sokacaktır . EÄŸer VB0 aşılırsa (kısa süreli de olsa) , triyak iletime geçer ve akımı ,tutma akımı IH‘ın altına düşene kadar iletimde kalır . Bu hareket triyakta aşırı süreksiz gerilimler için doÄŸal bir bağışıklık saÄŸlar ve genelde yardımcı koruyucu elemanlar için duyulan ihtiyacı yok eder . Bazı uygulamalarda ,triyağı süreksiz sinyalle iletime sokmak , kontrol edilen devrede bazı istenmeyen ve tehlikeli sonuçlar doÄŸurabilir . Triyağın kendisi bu geçici sinyallerden zarar görmese bile , iletime geçmesini önlemek için geçici sinyal bastırması gereklidir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image006.jpg[/IMG]
Şekil 1.4. Triyak Kesit Görünüşü ve Farklı Çalışma Durumlarında Akım Geçişi
Åžekil 1.4 ‘de MT2 ve kapının durumuna göre jonksiyonlar arası akım geçiÅŸi gösterilmiÅŸtir. Åžeklin üst yarısı , MT2 pozitifken (MT1 referans alınmıştır) negatif ve pozitif kapı tetiklemesi olasılığını gösterir.Pozitif kapı gerilimi ile , kapı akımı , gösterilmiÅŸ iletimdeki (forward biased) p-n jonksiyonundan geçerek kapıdan MT1’e akar.
Negatif kapı sinyalleri de triyağı tetikleyebilir.Tek fark , asimetri ve ana akım etkilerinden dolayı ihtiyaç duyulan IG akımı seviyesindeki bazı farklılıklar ve kapı akım yoludur.
Tristörlerin kapamaya geçmesi için tam bir negatif yarım periyodu vardır fakat triyak , her iki yarım periyotta da iletir ve bu nedenle ana gerilim sıfırdan geçerken triyak kısa bir sürede kapamaya geçmelidir.
Tristörlerdekine benzer olarak , triyak akım büyüklükleri maksimum jonksiyon sıcaklığına baÄŸlıdır . Akım büyüklüğü –uygun soÄŸutma ÅŸartlarında -, güç kaybı , (RThJC ) (iç termik direnç) jonksiyon gövde termik direnci ile belirlenir . EÄŸer gövde sıcaklığının belirlenmiÅŸ deÄŸerinin üstüne çıkmasına izin verilirse,triyağın belirlenmiÅŸ gerilimini tıkaması ya da ana uç akımı sıfır deÄŸerine düştüğünde emniyetli (güvenilir) bir iletimden çıkma olayı garanti edilemez.
Endüktif yükler için , hat akımı ve hat gerilimi arasındaki faz kayması triyağın iletimden çıkması anlamına gelir ve daha sonra triyak uçlarında oluÅŸması gereken belirli bir hat gerilimi meydana gelir. EÄŸer bu gerilim çok hızlı bir ÅŸekilde oluÅŸursa , yük taşıyıcılarında çığ oluÅŸabilir ve bu çığ sonucu triyak hemen tekrar iletime girer . Belirli endüktif yüklerle uygun bir komutasyon elde etmek için dv/dt deÄŸeri , triyaÄŸa paralel baÄŸlı RC devresiyle ya da akım – gerilim faz kayması veya jonksiyon sıcaklığının azaltılmasıyla sınırlandırılmalıdır.
KAPI TETÄ°KLEME KARAKTERÄ°STÄ°KLERÄ°:
Triyak , 1. ve 3. bölgelerde , düşük enerjili pozitif veya negatif kapı akımlarıyla tetiklenebileceği için devre tasarımcısı kontrol elemanlarını seçebilmesi için geniş bir alana sahiptir.Tetikleme , DC ,doğrultulmuş AC, AC , veya UJT , neon lamba ,anahtarlama diyotları [(ST2)diyak,SBS, asimetrik tetikleme anahtarı(ST-4)] gibi darbe kaynaklarından elde edilebilir .Burada önemli olan , iki yönlü karakteristik sergileyen tetikleme elemanları kullanmaktır . Bu olay , tetikleme elemanı sinyali , AC hattan elde edildiğinde önem kazanır ve bazı belirli pozitif ve negatif gerilimlerde tetikleme elemanının devrilmesi veya iletmesi istenilir bir olaydır.
TRÄ°YAK TETÄ°KLEME DURUMLARI
MT1’e göre
MT2 GERÄ°LÄ°MÄ°
MT1’e göre
KAPI GERÄ°LÄ°MÄ°
Çalışma
Bölgesi
Pozitif
Pozitif
Negatif
Negatif
Pozitif
Negatif
Pozitif
Negatif
I (+) I
I (-) IV
III (+) II
III (-)III
Not+) ve (-) işaretleri kapı tetikleme akımı veya geriliminin polaritesini gösterir. MT1 ucu referans noktasıdır.
Şekil 1.5. Triyak Tetikleme Durumları
Triyağın hassasiyeti II. ve IV. bölgelerde biraz daha düşük olduğundan özel durumlar oluşmadıkça bu bölgelerde (özellikle II. bölgede) kullanılmaz.Böyle bir durumda, bu uygulama için özel olarak seçilmiş triyaklar kullanılabilir.
Triyağın V-I karakteristiğini incelenirse , kapı ve MT1 uçları arasında düşük non-lineer empedansın bulunduğu görülür . Karakteristik , bir çift diyodun ters paralel biçimde bağlanmasıyla oluşan karakteristikle benzerdir.
Triyak çalışma teorisi hakkında temel sağlayan 4 ana tristör kavramı vardır:
a)Temel Geri Tıkamalı Triyot Tristör(The Basic Reverse Blocking Triode Thyristor or SCR)
b)Kısa Devre Emiterli Tristör(The Shorted Emitter Thyristor)
c)Jonksiyon Kapı Tristörü(Junction Gate Thyristor)
d)Uzak Kapı Tristörü(Remote Gate Thyristor)
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image008.jpg[/IMG]
c)Jonksiyon Kapı Tristörü ÅŸekil 1.6‘da gösterilmiÅŸtir.
Şekil 1.6. Jonksiyon Kapı Tristörü
BaÅŸlangıçta , IG kapı akımı , yardımcı p1–n1–p2–n3 yapısının p2–n3 kapı jonksiyonunu iletime sokar ve p1–n1–p2–n3 yapısının iletime geçmesiyle bu yapıdaki gerilim düşümü azalır . p2 bölgesinin saÄŸ tarafı anot potansiyeline eriÅŸmeye baÅŸlar . p2 ‘den yanal bir akım geçer . p2-n2 ‘nin saÄŸ köşesi iletime geçtiÄŸinde elektronlar bu noktaya gelir ve ana yapı iletime geçer.
d)Uzak Kapı Tristörü ÅŸekil 1.7 ‘de gösterilmiÅŸtir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image008.jpg[/IMG]
Şekil 1.7. Uzak Kapı Tristörü
Dış kapı akımı , IG , p1-n3 ‘ ün iletime girmesine neden olur ve ÅŸekilde gösterildiÄŸi gibi elektronlar hareket eder . Bu elektronlar , p1 bölgesinde yayılır ve p1–n1 jonksiyonu tarafından toplanır . p1–n1 iletime geçse bile hala bir kollektör gibi hareket eder . n3 ‘deki elektronlar , p1–n1 tarafından toplanır ve p1–n1 ‘de bir akım artışı meydana gelir.Eleman tekrar iletime geçer.
Yukarıdaki 4 elemanın belirgin özellikleri tek bir elemanda birleştirilebilir.Bu eleman triyaktır.
Aşağıda tipik bir triyağın yapısı gösterilmiştir (Şekil 1.8).Çalışma şekli şu şekildedir:
a)Ana uç 2 (MT2) pozitif , pozitif kapı akımı ;
Bu durumda ,triyak ,tam olarak sıradan bir tristör gibi davranır.Aktif bölümler p1–n1–p2–n2 ‘dir.
b) Ana uç 2 (MT2) pozitif , negatif kapı akımı;
Çalışma , jonksiyon kapı tristörününkine benzedir. p1–n1–p2–n2 ana yapıdır. n3 de jonksiyon kapı bölgesi olarak davranır.
c) Ana uç 2 (MT2) negatif , negatif kapı akımı;
Uzak kapı durumudur. p2–n1–p1–n4 ana yapıdır.
d) Ana uç 2 (MT2) negatif , pozitif kapı akımı;
p2-n2 iletimdedir ve p2–n1 tarafından toplanan elektronları enjekte eder . p2–n1 daha çok ileri ön gerilime sahip olur. p2–n1–p1–n4 ‘den geçen akım oranı artar ve bu bölüm iletime geçer.Bu durum da , uzak kapı çalışmasına benzerdir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image010.jpg[/IMG]
Şekil 1.8. Tipik Triyak Yapısı
TRÄ°YAÄžIN KULLANIMI:
Triyağın basitliği ve çok yönlü olması , AC güç kontrolünü içeren uygulamalarda geniş bir çeşitlilik sağlayarak onu ideal yapar.
Triyağın kapısına tetikleme darbesinin sağlanmasında iki yönlü tetikleme gereksinimleri için ideal olarak uygun olan 3 eleman vardır. Bunlar , neon lamba , diyak , ve silisyumlu iki yönlü anahtar tristördür (SBS).
a)STATÄ°K ANAHTARLAMA:
AC devrelerde triyağın bir statik anahtar olarak kullanılması , mekanik anahtarlama hakkında belirli avantajlar verir . Denk bir röleyle karşılaÅŸtırırsak çok düşük bir güç kontrol kaynağıyla oldukça büyük akımların kontrol edilmesine izin verir.Triyak her yarım dalgada kilitlendiÄŸinde (latching) , bir kontak sıçraması olmaz . Triyak , daima sıfır akımda açıldığından , herhangi bir ark veya güç ya da yük hattında depolanmış endüktif enerjiden dolayı güçlenen geçici gerilim oluÅŸmaz . Ayrıca , bileÅŸen sayısında – diÄŸer yarı iletken statik anahtarlarla karşılaÅŸtırıldığında- etkileyici bir azalma vardır . Bunun nedeni , kapı tetikleme sinyali ve ana gerilimin her iki polaritesini de iletme yeteneÄŸindendir . Devre basitliÄŸinin en dikkat çeken örneÄŸi ÅŸekil 1.9’da gösterilen temel statik anahtardır.
Triyağın tetiklenmesi için gerekli olan sadece birkaç mikrosaniye süresince kontaklar akım tuttuğu için , şekildeki (şekil 1.9.(a)) anahtar yerine (reed switch) , röleler , termostatlar , basınç anahtarları , program / timer anahtarları gibi geniş çeşitlilikteki küçük anahtarlama elemanları kullanılabilir. Bu devre , [MT2+ ,kapı+] ve [MT2- , kapı-] , kapı tetikleme durumlarını kullanır. Şekil 1.9(b), basit 3 pozisyonlu güç kontrolü elde etmek için , dalgalanma sınırlayıcı direnci ile seri olan düşük akım diyodu ve bir 3 pozisyonlu anahtarın kullanımını gösterir . 1.pozisyonda herhangi bir kapı bağlantısı yoktur ve güç verilmez . 2.pozisyonda , kapı akımına sadece bir yarım periyotta izin verilir ve yükteki güç yarım dalgadır.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image012.jpg[/IMG]
Şekil 1.9.Triyağın Statik AC Anahtarlama Uygulamaları
3.pozisyonda , her iki yarım periyotta da kapı akımı vardır ve güç tam olarak bulunur.Åžekil 1.9 (c)’de gösterildiÄŸi gibi , bu anahtar yerine trafo da kullanılabilir.Burada, R direnci , primerden topraÄŸa mıknatıslanma akımını şönt etmek için seçilir . Bu devre , yalıtılmış düşük gerilim kontaklarıyla kontrolü saÄŸlar.
Çok kanallı çalışmalardaki iÅŸitsel (audio) kodlanmış giriÅŸ sinyallerinde tam frekans seçilebilirlik anahtarlamaları saÄŸlamak için ÅŸekil 1.9(a) ’ daki gibi devredeki triyakla birlikte rezonant-reed röleler kullanılır.Daha düşük frekanslarda , bazı tetikleme noktası modulasyonu hat frekansı darbesinden meydana gelir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image014.jpg[/IMG]
Åžekil 1.10. (a)DC Kontrol (b) AC Kontrol
DiÄŸer yararlı anahtarlama devreleri , ÅŸekil 1.10 ’ da gösterilmiÅŸtir ve triyak AC ve DC tetiklemesini gösterir . S1 anahtarı , termistör , fotosel veya ÅŸekil 1.11 ’ de gösterildiÄŸi gibi elektriksel sinyal ile kontrol edilen bir transistör ile yer deÄŸiÅŸtirebilir. 600 Hz’in üstündeki daha yüksek frekanslar da etkilidir . Kumanda kontrol çalışması veya bir sistemin teyp kayıt programlanması için diÄŸer statik veya dinamik filtre devreleri kullanımıyla frekans seçiciliÄŸi elde edilebilir . Ne olursa olsun , triyak tetikleme hassasiyetinin her iki polaritede veya her bölgede (I,II,III,IV) tümüyle aynı olmadığı,bu nedenle bir eÅŸik dedektörü olarak kullanılmadığı için tetikleme sinyali ON ya da OFF biçiminde olmalıdır.
Düşük seviye DC lojik kaynağı gözönünde tutulursa, ÅŸekil 1.11’deki transistör baÄŸlantıları bir triyak veya bir dizi triyağın sürülmesi için idealdir . Bunun bir örneÄŸi ÅŸekil 1.12 ’ de gösterilmiÅŸtir ve burada bir AC güç flaşör düzenlemesinde bir transistör flip-flop devresiyle iki triyağın tetiklenmesi gösterilmiÅŸtir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image016.jpg[/IMG]
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image018.jpg[/IMG]
Şekil 1.11 Transistörlü Kapı Kontrolü
Åžekil 1.12. AC Güç Flaşörü.(R2’nin ayarlanmasıyla, belirtilen frekansta triyak 1 ve 2 birbirini takip ederek ardarda iletime girer.)
Triyak 1-2: GE SCI51B (1kw yük için) / GE SCI46B (600 kw yük için)
CR1-CR 4 : GE AI4F
Q1: GE 2N26 46 / Q2-Q3: GE2N3416
C1 :500μF 25 V Elektrolitik / C2 :0,2 μF / C3 ,C 4: 0,05 μF
R1:56Ω 2W
R2:2 MEG TRÄ°MMER / R3:1 MEG / R4 :100 Ω / R7-R8-R9 : 680 Ω / R10 R11 R12 R13:10 kΩ
b)TETÄ°KLEYÄ°CÄ° DÄ°YOT Ä°LE ATEÅžLEME:
Åžekil 1.13 ’ te gösterildiÄŸi gibi , temel tam dalga triyak faz kontrol devresi oluÅŸturmak için sadece 4 bileÅŸene ihtiyaç duyulur . Bunlar , ayarlanabilir R1 direnci ve C1 kapasitesi , diyak ve triyaktır . Diyak karakteristiÄŸi , ileri veya geri yönde olmak üzere benzer simetride yaklaşık olarak ±32 V’ta diyağın devrilmesini gösterir.Ayrıca ,bir negatif direnç karakteristiÄŸi ve düşük tetikleme - akım gereksinimlerini sergiler . C1 üzerindeki gerilim diyağın (iki yönlü tetikleyici diyot) VBO devrilme gerilimine ulaÅŸtığında , C1 , diyak üzerinden triyağın kapısına kısmen boÅŸalır . Åžekilde diyak , C1 kapasitesi yaklaşık olarak ±32 V’ a kadar ÅŸarj olduÄŸunda devrilir ve bu deÄŸer de 115 veya 230 V ’ luk hat için uygun bir seviyedir. Bu yarım periyodun kalanında , bu darbe triyağı iletim durumuna tetikler . Dalga ÅŸeklinde gösterildiÄŸi gibi yarım periyodun geri kalanında hat gerilimi yüke taşınır. R1 direnci oldukça düşük bir direnç deÄŸerine ayarlandığında ,tetikleme her alternansta erken gerçekleÅŸir ve yük gücü artar . R1 direnci arttırıldığında , C1 ‘in diyak devrilme gerilimine ulaÅŸması için gerekli olan zaman da büyüyecek ve hat geriliminin küçük bir yüzdesi yüke uygulanacaktır.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image020.jpg[/IMG]
Şekil 1.13.Temel Diyak-Triyak Faz Kontrolü
Åžekildeki kapasite-gerilim dalga ÅŸekli , kapasite gerilimindeki istenmeyen etkileri gösterir. Ä°lk diyak tetiklenmesinde kapasite gerilimi, diyak ileri gerilimi seviyesine kadar azalır.Böylece, C1 gerilimi öncekinden daha düşük bir gerilimden ÅŸarj olmaya baÅŸlar ve devrilme gerilimi bir sonraki periyotta daha sonra oluÅŸur . VC1 ‘ deki bu azalma istenmeyen bir histeresis etkisine neden olur .Yükü baÅŸlatma ve durdurma ayarı aynı olmayacaktır.Bu ,bir lamba ayarlayıcısında (lamp dimmer) ,lambanın geçirmeye geçmesi ve ayarların %40 kadar aynı zamana rastlamadığı anlamına gelir.Böylece potansiyometre kontrol sahası %60 ‘a sınırlandırılmış olur.Bunun için ÅŸekilde kesikli çizgiyle gösterilmiÅŸ olan ikinci bir R-C faz kayma ağının eklenmesiyle histeresis azaltılır ve saha da arttırılır .Ä°kinci R-C zaman sabiti ilkinden daha büyük yapılır. Böylece ikinci kapasite C1 ‘i tekrar doldurur ve onun tetiklemeden sonraki normal ÅŸarjını korumasına yardımcı olur . Bu tek veya çift R-C ‘ li devre , akkor lambaların parlaklık kontrolünde kullanılabilir.Burada yük bir lamba veya lamba grubu ÅŸeklindedir.Akkor lambanın ışık ÅŸiddeti , uygulanmış gücün lineer fonksiyonu deÄŸildir . Bu nedenle , ışıklandırma , R1’in ayarlanmasıyla oldukça hızlı bir ÅŸekilde deÄŸiÅŸir . Lamba kontrolüne özgü problemlerden biri , oldukça düşük soÄŸuk flaman direnci nedeniyle oluÅŸan yüksek baÅŸlama akımıdır . Bu direnç , normal çalışma sıcaklığındaki flaman dirençten birkaç kat daha düşüktür . Bununla beraber , genelde birkaç yüz milisaniye içinde normal dirence ulaşılır.Yüksek akım sadece bir çift devir için akacaktır. Bu devrede , tetikleme I ve III bölgelerindedir . Bu devrenin sınırlı bir kontrol sahası olmasına raÄŸmen ve bu sahanın sonunda düşük-çıkışta büyük histeresis etkileri olmasına raÄŸmen , lamba , ısıtıcı , fan hız kontrolleri gibi küçük uygulamaların birçoÄŸunda devrenin basitliÄŸinden dolayı çok uygun bir devredir.Bu basit devredeki bazı problemleri yok etmek için , tam bir kontrol sahasının gerektiÄŸi yerlerde , çok daha karmaşık devreler (dv/dt bastırma , RFI bastırma , endüktif yükler için bir paralel R-C devresi , bir mekanik ana güç anahtarı vb.) genelde kullanılır. Asimetrik tetikleyici anahtar (ST-4) gibi iki yönlü tetikleyici diyotların diÄŸer tipleri de kullanılabilir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image023.jpg[/IMG]
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image024.jpg[/IMG]
Şekil 1.14.Resistif Bir Yükün Gerilimi
(a) R değeri düşükken,
(b) R deÄŸeri makul bir deÄŸerde,
(c) R değeri yüksekken . Şekil 1.15.Triyak Faz Kontrol Devresinde Dalga Şekilleri
Åžekil 1.14‘de gösterildiÄŸi gibi ,triyak yük gücünü kontrol ederken her alternansta tetiklenir. Bu nedenle ,kapı ,her alternans sonunda kontrolü elde edemez.Anot akımı IA sıfırdan geçerken, triyak iletimden çıkma eÄŸilimindedir ve kontrolü kapıya verir.Åžekil 1.15 (a)’daki dalga ÅŸekilleri ,yük endüktifken triyak akımı ve kaynak gerilimi E arasındaki faz iliÅŸkisini gösterir . IA akımı sıfıra yaklaÅŸtığı ve triyağın iletimden çıkması için elektron delik çiftleri birleÅŸtiÄŸi zaman aralığı Δt ‘dir(çizimde abartılmıştır).
Åžekil (b)’de triyak kapamaya geçmeye meylettiÄŸindeki triyak gerilimi deÄŸiÅŸimi gösterilmiÅŸtir.
Åžekil (c) ’de ise de/dt etkisinin triyağı periyodik olarak tekrar tetiklediÄŸindeki yük gerilim deÄŸiÅŸimini gösterir.
Bu devrede gösterilmemesine raÄŸmen , neon lamba ve SBS de iki yönlü karakteristiÄŸe sahip olduÄŸu için triyak tetiklenmesi için kullanılabilir . Neon lambalar , 50 V ’ tan 100 V ’ a kadar olan devrilme gerilimleriyle kullanılabilir ve SBS anahtarlama gerilimi yaklaşık olarak 8 V’tur. SBS , düşük gerilim anahtarlaması istendiÄŸinde tercih edilir.
DÄ°ÄžER TRÄ°YAK DEVRELERÄ° :
Åžekil 1.16 ,birkaç triyak motor kontrol devresini gösterir.Endüksiyon motor hız kontrolünün basitleÅŸtirilmiÅŸ bir ÅŸeması (a) ’ da gösterilmiÅŸtir . Bu devre , çamaşır makinesi gibi 3 hızlı motorlarda kullanılabilir ve 2/1 oranında sürekli hız kontrolüne ek bir avantaj sunar.Bu devrede , triyak , sürme sarımı ile seridir ve bu nedenle , motor hızını ve bu bobinin gücünü kontrol eder . Böyle bir motorun kontrolü ve regülasyonu , küçük bir takometreden elde edilen UJT kaynağı ile bir UJT darbe devresi ile saÄŸlanır . Takometre bobini motorun ucuna ( sonuna ) yerleÅŸtirilmiÅŸtir. Bunun AC çıkışı , motor hızı ile orantılıdır ve motorun hızını istenen ayarda korumak için geri beslenmiÅŸtir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image026.jpg[/IMG]
Åžekil 1.16.Triyak Motor Kontrol Devreleri
(a)Endüksiyon Motoru Hız Kontrolü,
(b)Santrifüj Anahtar Yerine Triyağın Bağlanması,
(c)Triyak Ters Yön Motor Kontrolü.
Endüksiyon motorlarının diÄŸer bir gereksinimi,motora hız kazandırmak için baÅŸlama sarımını enerjilendirmek ve onun baÄŸlantısını kesmek gibi yollardır . Bu görev genelde röle veya santrifüj anahtar gibi elektromekanik elemanlarla yerine getirilir.DiÄŸer bir durumda,ilk geçirme süresince gücün baÅŸlama sarımı üzerinden akmasına izin verilir ve daha sonra elektromekanik birim ,motorun sarımını açmasına neden olur.Åžekil 1.16 (c)’ de gösterildiÄŸi gibi , bir triyak , bu elektromekanik elemanın yerine kullanılabilir.Güç uygulandığında,ilk akım baskını (yığılması) süresince ,trafo kapı tetikleme gerilimini üretir ve akım kesilince gerilimi VGT altına düşer. Bu noktada , triyak iletimi durdurur ve baÅŸlama sarımı açılır.
DiÄŸer bir triyak uygulaması , ÅŸekil 1.16 (c) ’deki basitleÅŸtirilmiÅŸ ÅŸemada gösterilen ters yönde çalışan motorların kontrolüdür.Bu gibi uygulamalarda,triyaklar ,hem ileri hem de geri bobinleri enerjilendiren statik anahtarlar gibi davranır.Kontrol anahtarları , radyo frekansı veya ışık bağı yolu ile uzaktan veya normal olarak tetiklenen solid-state ya da mekanik anahtarlar olabilir. Motoru ,istenilen limitlerde durdurmak için genelde bir limit anahtarı birleÅŸtirilir. Komutasyon kapasitesi, triyak ana uç gerilimlerini tersine çevirir . Bir triyağın hala iletimde , diÄŸerinin ise tetiklenmiÅŸ olduÄŸu gibi bir durumda,R1 direnci, kapasite akımını sınırlandırmak için gereklidir.
EÄŸer kapı devresi dirençlerinden biri termistörse veya buna benzer ısıya duyarlı bir bileÅŸense , ÅŸekil 1.13 (a) ’ daki devre, rezistans ısıtıcıya uygulanmış gücü kontrol edecektir . Bununla birlikte , ısıtıcıların genelde çok yüksek güçte olmasından , RFI aşırı olacaktır ve elveriÅŸli bir bastırma ağı büyük ve pahalı olacaktır . Bu nedenle , bir sıfır – gerilim anahtarlama devresi , ısıtıcı uygulamalarında en sık kullanılan devredir . Bu devreler , sıfır gerilim geçiÅŸleri yakınlarında meydana gelen bir anahtarlama ile yüke , yarım veya tam dalga periyotlarını uygular. Tristörde olduÄŸu gibi, tetiklemenin sıfır bölgesinde meydana gelmesini saÄŸlamak için en basit ve en etkili araçlardan biri , ana gerilimle 90 ° faz farkı (önde) olan bir kapı akımını saÄŸlamak için kapı devresinde bir kapasite kullanmaktır . Ana gerilim minimumdayken , kapı tetikleme sinyali maksimumdur , ve tetikleme , ana gerilim birkaç volta ulaşınca oluÅŸur.
TRÄ°YAKLARIN KOMUTASYONU:
AC devrelerinde , triyağın kullanımı ve bir çift tristörün kullanımı arasında bir önemli fark vardır .Tristörlerden her biri kapamaya geçmek için tam bir yarım dalgaya sahiptir.Oysa ki yük akımı sıfırdan geçerken triyağın komutasyonu oldukça kısa bir an içinde gerçekleÅŸmelidir . Bu problem , 3 ve 10 V/ms deÄŸerleri arasında ortadadır (ÅŸekil 1.1 (b)’de belirtilmiÅŸ olan “kritik komutasyon gerilim hızı). Endüktif yükler ile triyağın komutasyonu zorlaşır.
Triyağın kapamaya sokulmasındaki problem , elemanın her iki yönde de iletmesinden kaynaklanır . Bu nedenle , uygulanan gerilimin tersi , ters yöndeki iletime geçme olayını başlatabilecek bir algılama akımına neden olur. Bu problemi ortadan kaldırmak için , triyak ana akımı , IH ( tutma akımı ) değerinin altına düşürülmelidir . Akımın sıfırdan geçişinde var olan gerilim değişme hızına yaklaşık olarak denk olan bir zaman aralığı için ana gerilim tekrar uygulanmamalıdır . Bu zaman aralığı depolanmış taşıyıcıların tekrar birleşmesi için yeterli bir süredir.Böylece triyak tekrar iletime geçmeye hazır duruma gelmiş olacaktır.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image028.jpg[/IMG]
Şekil 1.17. Endüktif Yük Dalga Şekilleri
Åžekil 1.17 , tipik endüktif yük devresi için triyak akım ve gerilim dalga ÅŸekillerini gösterir. Endüktif yük ile , endüktans üzerindeki gerilim hemen deÄŸiÅŸebilir ve triyak gerilimi , akımının sıfıra düşmesinden sonra bir anda yükselir . EÄŸer sıfır akımdaki ( kapama noktasındaki ) dalga ÅŸekillerini incelersek , ÅŸekil 1.18’deki gibi bir dalga ÅŸekli bulunur . Burada da , algılama akımı fiili bir kapı akımı gibi davranır ve elemanı tekrar iletime sokmaya çalışır . Bundan baÅŸka, jonksiyon kapasitesi ve tekrar uygulanan dv/dt ‘ den dolayı geri akıma bir bileÅŸen vardır . Bu bileÅŸen direk olarak algılama akımına eklenir fakat triyak,ters polariteyi tıkamaya baÅŸlayana kadar bu bileÅŸen ortaya çıkmaz . Akım deÄŸiÅŸme hızı (-di/dt ) azalınca , algılama akımı da azalır.Bu da ,verilen bir komutasyon yeteneÄŸi için düşük di/dt deÄŸerleri için ,tekrar uygulanmış yüksek dv/dt ‘lerin izin verilebilir olduÄŸunu gösterir.
Yükselme hızı dv /dt , endüktif yükteki akım sıfır olduÄŸundan sadece triyak kapasitesi ile sınırlandırılır . EÄŸer dv/dt belirli bir deÄŸeri aÅŸarsa , yeni ek koruma devreleri eklenmelidir. Standart metot , ÅŸekil 1.17’deki R1C1 gibi bir R-C bastırma devresikullanılarak gerçekleÅŸtirilir. R1 ve C1 deÄŸerleri , kullanılan triyak , hat gerilimi ve yükün bir fonksiyonudur.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image030.jpg[/IMG]
Şekil 1.18. Komutasyonda Triyak Akım ve Gerilimi
TRİYAK TERMİK DİRENÇLERİ:
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image032.jpg[/IMG]
Bütün yarı iletken elemanlarında olduğu gibi , sıcaklık , izin verilen çalışma gücünü etkiler. Yüksek sıcaklıklarda ( genelde 125° ) sızıntı akımlar yüksektir ve istenmeyen tetiklenme tehlikesi olasılığı yüksektir .Yüksek çevre sıcaklıkları ve akımlarda düşük seviyeli triyakların çalışması için bazı soğutma şekilleri gereklidir(triyağın soğutucu plaka üzerine monte edilmesi) . Özel bir uygulama için triyağın seçiminde elverişli emniyet sınırı sağlanmalıdır . Böylece eleman aşırı değerdeki TJMAX , PGM vs. gibi değerlerle karşı karşıya bırakılmamış olur.
Şekil 1.19. İki Farklı Triyak Termik Direnci
GE triyak kataloglarında , aynı eleman için 2 farklı termik direnç belirtilmiştir.
1)JEDEC Termik Direnci:
Elemanların , birbirinin yerine geçebilme yeteneğine kanıtlamak amacıyla JEDEC tarafından belirtilmiş bir termal karakteristiktir.Bir tek yönlü DC gücünün elemanda kaybı sonucu oluşan, gövde referans noktasındaki jonksiyon sıcaklık artışının ölçülmesiyle elde edilmiş bir değerdir. Termik karakteristik her iki iletim yönü için tamamıyla aynı değildir.
2)Görünür Termik Direnç:
Triyak genelde AC uygulamalarda kullanılır ve sonuç olarak , JEDEC tek yönlü termik direnç değeri,maksimum gövde sıcaklığında akım büyüklüğü hesaplamalarında kullanılırken AC akım büyüklüklerinde çok az koruyucu eleman sağlar.Bunu yenmek için ,GE , görünür termik direnç değeri yerleştirmiştir ki bu da ,belirtilen bir frekanstaki akımının tam sinüs dalgası tarafından üretilen bir ortalama güç tarafından arttırıldığında , akım iletiminin her yarım dalgasının onlarında bir anlık oluşan bir jonksiyon sıcaklığı sağlar. Akım büyüklüğü , bu anlık jonksiyon sıcaklığı değerinin eleman için maksimum değer olmasıyla saptanır. Bu da herhangi bir yarım dalga akım iletim zaman aralıklarını takip eden kapama gerilimlerini ( dv/dt sınırlamaları ile birlikte) elemanın tıkamasına hazır hale gelmesini temin eder.
Åžekil 1.19 (b)’de gösterildiÄŸi gibi ,triyağın görünür termik direnci “Y” modeli ile gösterilir . ”Y”nin kollarından herbiri (RUA ,R UB) , silisyum elemanın yaklaşık olarak yarısının termik direncini gösterir (bir polaritedeki devre akımı için çalışma) . ”Y” nin ana ayağı ise silisyum eleman baÄŸlantı noktasından referans noktasına (TC ) kadar kılıfın termik direncidir.Ayrıca GE , fazla yüklenmiÅŸ AC akım hesaplamalarında kullanılmak üzere bir görünür süreksiz termik empedans eÄŸrisi belirtmiÅŸtir.
GTO TRİSTÖR
TANIM VE ÖZELLİKLERİ:
Normal tristörler güç elektroniği uygulamalarında hemen hemen ideal şalterler olarak kullanılır . Kapama yönünde birkaç bin volt değerindeki gerilimleri ve iletim yönünde ise birkaç bin ampere kadar çıkan akım değerlerini birkaç voltluk gerilim düşümü ile iletirler . En çok kullanımları , tristörün kapısına bir kontrol sinyali uygulayarak istenildiği anda iletime geçirilmeleridir . Bununla birlikte tristörlerin anahtarlama uygulamalarındaki kullanımlarını önleyen ciddi bir eksikliği vardır.Bir kontrol sinyali uygulayarak tıkamaya geçirilemezler . Bu tıkamaya geçirilme özelliğinin kazandırılması için eleman yapısında bazı değişiklikler yapılmalıdır.
GTO tristör (Gate Turn-Off thyristor) , normal bir tristörde olduğu gibi p-n-p-n yapıya sahiptir fakat katot bölgesi , kapıya uygulanan pozitif bir akımın elemanı iletime sokacak ve kapıya uygulanan negatif bir akımın elemanı iletimden çıkaracak şekilde tasarlanmıştır. Sonuç olarak , sıradan bir tristörle karşılaştırırsak , GTO tristör iki yolla iletimden çıkarılabilir:
a) Sıradan bir tristördeki gibi , ileri akımını tutma akımı IH0 ’ dan düşük bir deÄŸere azaltılmasıyla ,
b)Kapıya negatif kapama akımının uygulanmasıyla .
Geriye kalan işlevler, özellikler , karakteristiği ,normal tristör ile aynıdır.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image034.jpg[/IMG]
Şekil 2.1.GTO Tristörün Çalışması.
Åžekil 2.1 (a)’da tetikleme için , pozitif akım uygulanışı ; (b)’de GTO’dan geçen ileri akım IA ve J3 jonksiyon bölgesinde IA ‘den çıkarılan negatif kapama akımı – IG ; c’ de ise sonuç olarak , IA–IG sonucunda I<IH0 olması gereken I akımı J3 jonksiyonundan geçer . Bu durum olursa , tristör iletimden çıkar.EÄŸer p-n-p-n yapısı alanı yeteri derecede büyükse , yanal elektrik alanları ve yanal taşıyıcı konsantrasyon iniÅŸ çıkışları oluÅŸur . Bu nedenle , açıklanan IA–IG çıkartması sadece kapı çevresinde uygulanabilir. Daha uzak bölgelerde bu unsur uygulanamaz ve GTO , negatif kapı akımı ile ( IG ) iletimden çıkarılamaz . Ä°letimden çıkarılma mekanizmasının iÅŸlemesini saÄŸlamak için p-n-p-n yapısının katot bölgesi için özel bir tasarım uygulanmalıdır.
GTO tristör inverterlerde , chopper devrelerinde , elektronik anahtarlama ve diÄŸer uygulamalarda kullanılmaktadır. GTO’nun avantajları , sıradan bir tristörü iletimden çıkarmayı kolaylaÅŸtıran komutasyon zamanını elde etmek için gerekli olan chopper devrelerinde yardımcı endüktanslar ve kapasitelerin atılması olayına baÄŸlıdır.
İletimden çıkma kazancı , anot akımının kapamaya yol açan kapı akımına oranına eşittir ve tipik değeri 3 - 5 mertebesindedir . Tam yük durumları altında , uygunsuz ısınma ve kapı bağlantısında olası erime meydana gelebilir. Tetikleme darbesi , darbe şeklinde başlamalı ve tGD ( maksimum kapı kontrolü gecikme zamanı) zamanına uygun olarak bir biçimde devam etmelidir.
Bir büyük sınırlama vardır ki , yüksek kapama kazancı elde etmek için geri tıkama gerilimi etkili bir şekilde azaltılmıştır ve eğer bir devrede kullanılıyorsa tristörü korumak için seri bir diyot bağlanmalıdır.
Ä°letime girme ve serbest kalma süreleri bu elemanlar için genelde bir mikrosaniye mertebesindedir . GTO ‘ nun iletimdeki gerilim düşümü aynı büyüklükteki normal bir tristörle karşılaÅŸtırılırsa – GTO ’ nun eÅŸdeÄŸer direncinin büyük olmasından dolayı – daha fazladır ve nominal akımdaki tipik deÄŸeri 3 volt mertebesindedir.Kilitleme ve tutma akımları da yüksek deÄŸerdedir . Ä°letimde iken anot akımı tutma akımı seviyesine kadar azalırsa , kristal yapıda akımın geçmediÄŸi izole adalar oluÅŸabilir . Anot akımı tekrar arttırıldığında ve kapı akımı bulunmaması halinde , akımın tekrar tüm yüzeye yayılmaması ihtimali vardır . Sonuçta , bölgesel ısınma sonucu eleman tahrip olabilir . Böyle bir sorunun meydana gelme olasılığı bulunan uygulamalarda , GTO’nun iletim süresince kapı akımının sürekli olarak geçirilmesi gerekir.
GTO tristörün mevcut akım deÄŸeri 3500 A , gerilimi 6000 V’tur.
TEMEL YAPISI VE I-V KARAKTERİSTİĞİ:
GTO ’nun geçirme mekanizması normal tristörle benzerlik taşır. 4 katmanlı eleman , iki transistörün baÄŸlanması ile düşünülebilir fakat elemanın iletimdeki ve aşırı akımdaki davranışı için iyi bir örnek deÄŸildir . Anot katot uçlarına ileri gerilim uygulandığında geri gerilimli merkez jonksiyonu bulunduÄŸundan akım geçmez . EÄŸer bir pozitif akım geçirilirse , akım taşıyıcılar jonksiyon merkezinde oluÅŸur ve eleman iletime geçer. Akım taşıyıcıların oluÅŸumuna göre jonksiyon merkezindeki akım aÅŸağıdaki gibidir:
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image036.gif[/IMG]
Burada , IC0 , tristördeki sızıntı akımdır ve α , transistör ortak baz kazancına eÅŸittir.
Buradan , taşıyıcıların artış oranı “C” , p bölgesinin içlerinde:
C = IL.( αnpn – 1 +α pnp ).
EÄŸer C > 0 ise , taşıyıcı sayısı artar ve bu da iletime neden olur. αnpn+α pnp , IL akımına baÄŸlıdır.
Eğer C < 0 olduğunda , taşıyıcılar taşınır fakat ikinci jonksiyonundaki boşaltma tabakasının artması , bu taşınma oranına karşı koyar .Bu da bir potansiyel tepe oluşturur ki bu da iletime karşı koyar . Bu durum , kapıdan akımı geri çekme ile oluşturulabilir . Böylece yeni oran:
C = IG.αnpn +IL( αnpn + α pnp-1 ) olur.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image038.gif[/IMG]
Kapı akımı negatiftir ve böylece , taşıyıcı oranı “C” nin negatif olmasına neden olabilir.
Uygun bir geri devrilme gerilimine uygun olarak αnpn ve α pnp ‘ nin seçimiyle , iletimden çıkma oranı IL/IG , 2–10 oranındaki deÄŸerlere sahip olabilir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image040.jpg[/IMG]
Maksimum periyodik frekans yaklaşık olarak 100 kc/s ‘ dir ve yüksek frekanslar büyük anahtarlama kayıpları anlamına gelir.
Åžekil 2.2.GTO ‘nun Düşey Kesit Perspektif Görünüşü ve GTO ‘nun Devre Sembolü
Åžekil 2.2 (a) ’ da , kapı katot yapısının birbiriyle çoÄŸalan bölmeleriyle GTO ’ nun dikey kesiti gösterilmiÅŸtir . GTO ‘ da p2 baz tabakasının kalınlığı , sıradan bir tristöre oranla biraz daha küçüktür . GTO ve sıradan bir tristör yapıları arasında üç önemli fark vardır . Ä°lk fark , kapı ve katot yapılarının , karmaşık kıvrımlı yapıları içeren çeÅŸitli tipteki geometrik formlarla birçok bölmelere ayrılmış olmasıdır . Temel amaç , katot çevresini büyütmek ve kapıdan katot bölgesi merkezine olan uzaklığın azaltılmasıdır.
İkinci fark , katodu çevreleyen silisyumun asitle aşındırılarak uzaklaştırılması ile katot bölgelerinin oluşturulmasıdır. Böylece ,katot bölgeleri , şekilde de gösterildiği gibi adalar veya yükseltiler olarak görünür. Bu katot adaları , direk olarak metal soğutucu plakasına bağlıdır ve bu da katot bağlantısının dışarıya verilmesini sağlar.
Üçüncü daha önemli fark ise ,GTO’nun anot bölgesiyle ilgilidir.Düzenli aralıklarda , n1 baz tabakasını biçimlendiren n- bölgesiyle teması saÄŸlamak için n+ bölgesi , p tipi anoda (p1 tabakası) sızar. n+ bölgeleri ,aynı maden kaplama üzerindedir ve p tipi anotla temas halindedir ve kısa devre anot oluÅŸur.Kısa devre anot yapısı GTO’ nun kapamaya geçmesini hızlandırmak için kullanılır.Eleman geri gerilimleri tıkasın diye,bazı GTO ‘lar kısa devre anotsuz yapılırlar. GTO ‘nun ileri yöndeki I-V karakteristiÄŸi sıradan bir tristörünkiyle aynıdır . Bununla beraber ,geri yönde ,kısa devre anot yapısından dolayı GTO aslında tıkama yeteneÄŸine sahip deÄŸildir. Geri yönde tıkama yapan tek jonksiyon J3 ’tür ve oldukça düşük bir devrilme gerilimine (tipik olarak 20-30 V) sahiptir.GTO ‘nun devre sembolü ÅŸekil 2.2 (b)‘de gösterilmiÅŸtir.
KAPAMA ÇALIŞMASI FİZİĞİ:
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image042.jpg[/IMG]
a)KAPAMA KAZANCI:
Şekil 2.3. Bir Tristörün Basitleştirilmiş Modeli
GTO ‘nun temel iÅŸleyiÅŸi , sıradan bir tristörle aynıdır. Ä°ki eleman arasındaki baÅŸlıca farklar , kapıdan kapamaya sokulabilme özelliÄŸinin kazandırılması için ana tristör yapısında yapılan deÄŸiÅŸikliklere dayanır . GTO yapısının sıradan bir tristörle neden farklılıklar taşıdığı ve hangi uzlaÅŸmaların yapılması gerektiÄŸinin anlaşılması iki transistör eÅŸdeÄŸer devresinde kapama durumlarının incelenmesiyle mümkün olur (ÅŸekil 2.3) . Kapı devresine gelen pozitif bir darbe ile Q1 transistörü ve ardından Q2 iletime geçer . Devre kilitlenir ve kapıdaki darbe kesildiÄŸi halde transistörler hala iletimde kalır.GTO ‘nun iletimden çıkabilmesi için uygulanacak negatif bir akımın Q2 transistörünün IC2 akımını kesmesi gerekir. EÅŸdeÄŸer devredeki Q1 , Q2 tristör geçirmedeyken doymuÅŸtur.Bununla beraber ,eÄŸer Q2 ‘ ye doÄŸru baz akımı , doymayı korumak için (Iβ2< I C2 /β2) , gerekli olan deÄŸerden az yapılmalıdır.Daha sonra , Q2 aktif olur ve bir veya her iki transistör aktif olunca , devrede mevcut olan yenileyici hareketten dolayı tristör kapamaya geçer.
Åžekil 2.3 (b)’deki eÅŸdeÄŸer devreyi kullanarak ,tristör uç akımlarına göre Iβ2 ‘yi yazabiliriz:
Iβ2= α1 . IA -IG’ Burada IG’ ,normal kapı akımının negatifidir.EÅŸdeÄŸer devreden, Q2 ‘yi doymadan çıkarmanın tek yolunun bir negatif kapı akımı IG’ olduÄŸu görülebilir.Kollektör akımı IC2 ÅŸu ÅŸekildedir:
IC2 = (1-α1).IA
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image044.gif[/IMG]
Iβ2< I C2 /β2 eÅŸitsizliÄŸini , β2= α2 / (1-α2) ve yukarıdaki iki denklemi kullanarak düzenlersek:
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image046.gif[/IMG]
βOFF parametresi ,kapama kazancıdır ve ÅŸu ÅŸekilde verilir:
b)GEREKLİ YAPISAL DEĞİŞİKLİKLER :
Normal bir tristörü GTO ‘ya deÄŸiÅŸtirmek için ilk adım , kapama kazancını uygulanabilir kadar büyük yapmaktır.Böylece negatif kapı akımının çok yüksek deÄŸerlerinin önüne geçilmiÅŸ olur. Bu durumda α1 küçüktür ve α2 de bir yakınındadır . α2 ‘ yi bu durumda yapmak , n-p-n transistörü Q2 için dar bir p2 tabakasının kullanımını ister . Bu adımlar , bir BJT ‘de büyük bir beta deÄŸeri elde etmek için gerekli olan ve sıradan bir tristörün fabrikasyonunda kullanılan normal adımlardır.
α1 ‘i küçük yapmak için , n1 tristör tabakası (Q1 transistörünün bazı) mümkün olduÄŸunca kalın olmalıdır ve taşıyıcı ömrü bu katmanda kısa olacaktır . Kalın bir n1 tabakası , bir tristör fabrikasyonunda standarttır çünkü bu katman , ileri tıkama durumundaki eleman çalışması sırasında J2 jonksiyonunun boÅŸaltma tabakasını barındırmalıdır . Bununla birlikte , kısa ömürlü taşıyıcılara duyulan ihtiyaçla , bu bölgede geçirmedeki güç kayıplarını en aza indirmek için uzun ömürlü taşıyıcılara duyulan ihtiyaç arasında uyuÅŸmazlık vardır . Kapıdan tıkamaya sokulabilme özelliÄŸinin elde edilmesi için taşıyıcı ömürlerindeki bazı azalmalar kabul edilmelidir ve sonuç olarak GTO’nun sıradan bir tristöre göre,verilen bir akım deÄŸerinde,daha yüksek bir geçirme gerilim düşümü vardır.
Yukarıda anlatılan , taşıyıcı ömürlerdeki uyuÅŸmazlık ihtiyaçları ,ÅŸekil 2.2’de gösterildiÄŸi gibi kısa devre anot yapısıyla büyük ölçüde ortadan kaldırılmıştır . GTO’nun kapamaya sokulması için,aşırı miktardaki taşıyıcıların özellikle deliklerin n1 tabakasından taşınması (kaldırılması) gerekir.Kısa devre anot yapısından dolayı,hiç geri anot katot gerilimi olamaz ve böylece aşırı miktardaki taşıyıcıların temizlenmesi (taşınması) için gereken geri anot akımları da olamaz . Aşırı miktardaki bu taşıyıcıların taşınması için tek yol , difüzyon ve iç tekrar birleÅŸmelidir.
Bununla beraber,GTO’daki n+ bölgeleri ,delik difuzyonu duvarını (engelini) kaldırır . Bu , delik difüzyonunun büyük bir oranda olmasına izin verir . Böylece n1 tabakasındaki aşırı miktardaki delikler en azından difüzyonla olduÄŸu kadar iç tekrar birleÅŸme ile de taşınır . Net sonuç , elemanın kapanması sırasında toplam depolanmış yükün daha hızlı taşınmasıdır ve böylece iletimdeki kayıplar dışında sıradan bir tristörle karşılaÅŸtırıldığında GTO’nun istenilir her iki daha kısa serbest kalma (turn off) ve ileri algılama zamanları vardır. Bu kısa devre anot yapısı , serbest kalma ve algılama zamanlarının azaltılmasında çok etkilidir ve bazen RCT denilen özel tristör yapılarında da kullanılır.RCT’lerin GTO’da olduÄŸu gibi kısa serbest kalma ve algılama zamanları vardır fakat bir negatif kapı akımıyla tıkamaya geçirilemez çünkü gerekli bazı yapısal deÄŸiÅŸiklikleri içermez.
Kapıdan tıkamaya sokulma yeteneği için gerekli çoğalan bölmeli bir yapıya sahip olan kapı ve katot yapısının kullanımıdır.Bu , (çoğalan bölmeli kapı ve katot yapısının kullanımı) da geçirme ve kapama sırasında p2 tabakasındaki yanal gerilim düşümlerini en aza indirir. Bu yanal gerilim düşümleri , özellikle sıradan tristörlerde göze çarpar . Bu gibi yanal gerilim düşümleri , akım yığılması problemleri ve di/dt sınırlamalarına neden olur. Bununla birlikte , çoğalan bölmeli kapı - katot yapısının kullanımı - ki bu yapılar , kapı kontakları ve katot bölgesi ortası arasında oldukça kısa mesafelere sahiptir - bu problemleri en az indirir. Büyük kapı kapama akımları ile kapı metal kaplamasında önemli gerilim düşümlerinin önüne geçmek için kapı metaline gelen kontaklar , ince yüzeyde aralıklı dizilmiştir.
GTO ANAHTARLAMA KARAKTERÄ°STÄ°KLERÄ° :
a)BASTIRMA VE SÃœRME DEVRELERÄ°NÄ°N DAHÄ°L EDÄ°LMESÄ°:
GTO ’ lar , normalde bastırma devreleriyle birlikte kullanılmalıdır . GTO anahtarlama davranışının gerçekçi bir açıklaması bastırma devrelerinin etkilerini de içermelidir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image048.jpg[/IMG]
Åžekil 2.4. Kapama ve Geçirme Bastırmalarıyla Birlikte GTO’nun Kullanıldığı Bir Konverter Devresi
Åžekil 2.4 ’ de gösterilen gerilim azaltıcı konverter devresi (bu devre anahtarlama elemanı olarak GTO’yu kullanır.) anahtarlama dalga ÅŸekillerinin açıklanmasında kullanacaktır. GTO sadece akım gerilim seviyelerinin büyük olduÄŸu yerlerde deÄŸil, ayrıca GTO ile birleÅŸtirilen diÄŸer yarı iletken bileÅŸenlerin yavaÅŸ olduÄŸu , sadece orta-yüksek güç uygulamalarında kullanılır. Bu nedenle , ÅŸekil 2.4’deki Df diyodu , çok hızlı bir algılama diyodu olmayacaktır.
DiÄŸer taraftan , -GTO ’ nun çoÄŸalan bölmeli kapı katot yapısından dolayı – diyodun geri algılama zamanıyla karşılaÅŸtırıldığında GTO’nun daha hızlı akım yükselme zamanı vardır. Bunun sonucu , koruyucu devreler olmadan ,diyodun oldukça yavaÅŸ geri algılaması nedeniyle çok büyük aşırı akımlar hem GTO hem de diyottan geçebilecektir.Bastırma devresi ,GTO’nun uçlarına uygulanabilecek gerilim yükselme hızını arttırır ve iletimden çıkma kabiliyetini iyileÅŸtirir .Bir pozitif kapı akımı darbesiyle GTO iletime sokulur . Ä°letime geçmeden önce CS bastırma devresi kondansatörü , UD kaynak gerilimi ile ÅŸarjlıdır . Ä°letime geçerken CS , RS ve GTO üzerinden boÅŸalır . Enerjisinin büyük bir bölümü RS ‘ de harcanır . Negatif kapı akımı darbesi ile GTO kesime geçirildiÄŸinde CS , DS diyodu üzerinden salınarak dolar.Seri baÄŸlı olan kaçak endüktanslar ,GTO ‘nun uçlarındaki gerilim yükselme hızını sınırlar.Bastırma devresinin güç kaybı yaklaşık olarak :
PS = (½).CS.UD2.f ‘dir.Burada f iÅŸletme (darbe) frekansıdır.
Åžekil 2.4’deki bastırma indüktörü , devrede bir geçirme bastırması olarak davranması için devrede bulunmaktadır.
GTO ‘nun iletime geçmedeki davranışı normal tristörünkine benzerdir fakat iletimden çıkma karakteristikleri farklıdır (ÅŸekil 2.7).Negatif kapı akımı oluÅŸtuÄŸunda , anot akımı (IA) belirli bir gecikmeden sonra düşmeye baÅŸlar . Bu süre çok kısadır (yaklaşık olarak <1μs ) . Geçirme yönünde pozitif bir anot gerilim oluÅŸmaya baÅŸladığında ve anot akımı bastırma devresi üzerinden geçmeye çalıştığında , LS kaçak endüktansı bir gerilim sıçramasına neden olur. EÄŸer bu gerilim tepesi büyükse zararlıdır ve akım yoÄŸunluÄŸu bölgesel ısınmalar sonucu , sekonder devrilmeye sebep olabilir . Bu da arıza durumudur . Bu problem , bastırma devresi kaçak endüktansının minimuma indirilmesiyle giderilebilir.Sıçrama geriliminden sonra anot gerilimi normal UD deÄŸerini almadan önce bastırma devresi rezonansından dolayı büyük bir deÄŸerden geçerek salınır. Bu sırada , anot akımında , bir sapma akımı oluÅŸur . Bu akıma kuyruk akımı denir . Bastırma devresi kondansatörünü arttırarak , kuyruk akımı ve bu gerilim darbesi küçültülebilir fakat bu da bastırma devresi kayıplarının artmasına neden olur.Normalde GTO ‘nun bastırma kondansatörü , normal tristörünküne göre birkaç kat daha büyüktür.
GTO , kapamaya sokulduÄŸunda , anot-katot gerilim büyüme oranı ,dv/dt belirli seviyelere sınırlandırılmalıdır . Yoksa , GTO’nun tekrar geçirmeye tetiklenmesi meydana gelir .
Bu sebepten , ÅŸekil 2.4’de gösterildiÄŸi gibi , anahtarlama devresinin bir parçası olan kapama bastırması bulunmaktadır . Tavsiye edilen kapı durumlarını karşılayan bir kapı sürme devresi –ÅŸekil 2.5’de gösterildiÄŸi gibi-GTO tristör üreticileri tarafından önerilmiÅŸtir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image050.jpg[/IMG]
Şekil 2. 5. Bir GTO İçin Kapı Sürme Devresi
b)İLETİME GEÇMEDEKİ GEÇİCİ REJİM:
Åžekil 2.4‘deki konverter devresinde,GTO kapamadayken,akım Df diyodu serbest döngüdedir. Åžekil 2.6’da gösterildiÄŸi gibi bir kapı akımı darbesi iletime geçmeyi baÅŸlatır .
Geçirmeye girme süresince , hem kapı akımı artış oranı , diG/dt, ve hem de kapı akımı tepe deÄŸeri , IGM , bütün katot adalarının iletime geçmesini ve anot akımının uygun dinamik bir paylaşımı olmasını saÄŸlamak için büyük olmalıdır . Yoksa , çok az bir miktarda olan adalar toplam akımı taşıyacak ve yerel termik kaçış olayı meydana gelecek ve GTO da zarar görecektir . Ä°letime geçme iÅŸleminin tamamlanmasını saÄŸlamak için yeterli bir zaman için ,mesela 10μs , büyük bir IGM deÄŸeri saÄŸlanır . Ä°letime girmenin tamamlanmasının ardından , istenmeyen kapamayı önlemek için bütün bir geçirme periyodu süresince bir minimum sürekli kapı akımı IGT‘nin akması gereklidir. Kapı akımı sıfırsa ve anot akımı çok düşük bir deÄŸere inerse , bazı katot adaları iletimi kesebilirler . EÄŸer anot akımı sonradan artarsa , geri kalan iletimdeki adalar akımı tutamayabileceklerdir ve sonuç olarak ortaya çıkan bir termik kaçış sonucu GTO tahrip olabilecektir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image052.jpg[/IMG]
Åžekil 2.6.Geçirme ve Kapama Bastırma Devreli bir Konverterdeki GTO ‘nun Geçirme Dalga Åžekilleri
TG1 ve TG2 transistörlerinin her ikisinin de iletime geçmesiyle ,ilk kapı akımı büyük darbesi ÅŸekil 2.5’deki kapı sürme devresi tarafından saÄŸlanır. Pozitif kapı sürme devresindeki kaçak endüktans , iletimde büyük bir diG/dt deÄŸeri elde etmek için minimum deÄŸerde tutulmalıdır. Bir süre sonra (tw1) , TG1 ‘ in kapamaya geçmesiyle kapı akımı IGM deÄŸerinden IGT ’ ye azaltılacaktır.
Anot akımının büyümesi süresince , giriÅŸ gerilimi , GTO ve geçirme bastırma endüktansı arasında paylaşılır . EÄŸer anot akımının di/dt ‘ si , büyük deÄŸerinden dolayı bu endüktans tarafından sınırlandırılırsa , daha sonra (ÅŸekil 2.6) GTO üzerindeki gerilim aniden oldukça düşük bir deÄŸere düşecektir.Anot akımındaki darbe, DF diyodunun geri algılamasından gelir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image054.jpg[/IMG]
c)KESİME GEÇMEDEKİ GEÇİCİ REJİM:
Åžekil 2.7. Geçirme ve Kapama Bastırma Devreli bir Konverterdeki GTO ‘nun Kapama Dalga Åžekilleri
Åžekil 2.7 ’de gösterildiÄŸi gibi , GTO , büyük bir negatif kapı akımının uygulanmasıyla kapamaya sokulur.Meydana gelen akım ve gerilim dalga ÅŸekilleri ÅŸekil 2.4 ’ deki devredeki GTO için yukarıda gösterilmiÅŸtir.Kapama sırasında birkaç farklı zaman aralığı vardır.Åžekil2.5 kapı sürme devresi , TG3 transistörünün iletime geçmesiyle negatif kapı akımı saÄŸlar . Kapı akımı (iletimden çıkma kazancı 3-5 deÄŸerine karşılık olarak ) anot akımının 1/5 –1/3 ‘ ü gibi çok büyük bir deÄŸerde olmalıdır.Bu büyük negatif akım sadece oldukça kısa bir zaman için istenir . Düşük gerilimli MOSFET ’ ler , TG3 için hemen hemen ideal bir seçimdir . Kısa bir depolama (storage time) zamanı ve kısa bir anot akımı düşüş zamanına sahip olmak için ve kapı güç kaybını azaltmak için , negatif diG/dt büyük bir deÄŸerde olmalıdır . Bununla birlikte , çok büyük deÄŸerdeki negatif diG/dt , anot kuyruk akımının daha kısa tanımlanması sonucunu doÄŸurur.Bu nedenle, diG/dt , eleman üreticisi tarafından belirtilmiÅŸ sınırda tutulmalıdır.
Negatif diG/dt , kapı sürme devresinin negatif kapı sürme parçasındaki LG ve VGG- ile kontrol edilir.Burada VGG- , kapı-katot jonksiyon devrilme geriliminden daha küçük seçilmelidir. VGG- ‘nin bilinmesiyle , belirtilmiÅŸ diG/dt ‘ yi verecek ÅŸekilde LG seçilir . Büyük GTO için negatif kapı sürme devresindeki kaçak endüktans , gereken LG deÄŸerine eÅŸit olabilir.
İlk zaman aralığı süresince , depolama zamanı tS süresince , büyüyen negatif kapı akımı (şekil 2.8) katot adalarının çevresindeki p2 ve n2 tabakalarındaki depolanmış yükleri taşır.
Depolanmış yük , çevreden taşınmaya devam ederken , boÅŸ plazma bölgesi büyüklüğü ( katot adalarının ortalarına doÄŸru yanal bir yönde yayılma hızı denilen bir hızla geniÅŸleyerek) artar. Depolanmış yükün yeterli bir miktarı taşınmışsa ,GTO ‘daki yenileyici hareket durdurulmuÅŸtur ve anot akımı düşmeye baÅŸlar.Bu da, depolanma zamanının sonunu belirtir.
GTO’nun yenileyici hareketi durdurulduÄŸunda , anot akımı hızla düşmeye baÅŸlar. IO - iA akımı , GTO uygulamalarında oldukça büyük olan kapama bastırma kapasitesi CS’i söndürür. Kapama bastırma devresi çevrimindeki kaçak endüktanstan dolayı , GTO üzerindeki gerilimde eÅŸzamanlı hızlı bir yükselme vardır. Anot akımı düşüş zaman aralığı süresince gerilim tepesi tepe deÄŸerini belirtilmiÅŸ bir deÄŸerde tutmak için , bu kaçak endüktans (ÅŸekil 2.4 ‘de Lσ ) minimumda tutulmalıdır . Kapı katot jonksiyonundaki aşırı miktardaki taşıyıcılar dışarı taşındığında ve jonksiyon geri tıkama yeteneÄŸini tekrar elde ettiÄŸinde , anot akım düşüş zamanı (t f i ) sona erer.
Kapı katot jonksiyonunun geri tıkama yeteneğini tekrar elde etmesiyle birlikte , kapı- katot gerilimi negatif değerlere artmaya başlar ve böylece negatif kapı akımı hızla azalmaya başlar (şekil 2.7). LG endüktansında endüklenen gerilim kapı akımının azalmasına izin vermez (akımı akmaya zorlar) ve kapı katot jonksiyonu primer devrilmeye (çığ olayı sonucu meydana gelen devrilme ) girer.Daha sonra , kapı-katot jonksiyonu bir zener diyot gibi çalışmaktadır.Bu süre içinde , diG/dt şöyle verilir:
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image056.gif[/IMG]
Bu primer devrilme kısa bir süre için düşünüldüğünde istenilir bir olaydır.Bu süre, tw2 , kapı-katot jonks
