GTO (Gate Turn Off Thyristor)

GTO (Gate Turn Off Thyristor)

—Seperti thyristor, GTO adalah pembawa arus minoritas (yaitu perangkat bipolar). GTO berbeda dari thyristor konvensional dalam hal itu, mereka dirancang untuk mematikan ketika arus negatif dikirim melalui pintu gerbang, sehingga menyebabkan pembalikan gerbang saat ini. Sebuah gerbang yang relatif tinggi saat ini perlu mematikan perangkat dengan turn off keuntungan di kisaran 4-5. Selama konduksi, di sisi lain, perangkat berperilaku seperti thyristor dengan sangat rendah pada saat drop tegangan ON.

Fitur Konstruksi dari GTO

Seperti thyristor, GTO juga mempunyai empat lapisan tiga persimpangan perangkat pnpn. Untuk mendapatkan efisiensi emitor tinggi pada akhir katoda, n + lapisan katoda sangat doped. Akibatnya, memecah tegangan fungsi J3 rendah (biasanya 20-40V). 

Prinsip operasi dari sebuah GTO

GTO menjadi struktur pnpn monolitik seperti sebuah thryistor. prinsip operasi dasarnya dapat dijelaskan dengan cara yang mirip dengan thyristor. Secara khusus, struktur pnpn dari GTO bisa menjadi meskipun terdiri dari satu pnp dan npn satu transistor terhubung dalam konfigurasi regeneratif.

Dengan diterapkan VAK tegangan maju yang kurang maka ICBO1 dan ICBO2 kecil. Selanjutnya jika IG adalah nol IA hanya sedikit lebih tinggi daripada (ICBO1 + ICBO2). Dalam kondisi ini baik αn dan αp kecil dan (αp + αn) << 1. Perangkat ini dikatakan dalam modus forward blocking.

Keluaran steady state dan gerbang karakteristik

—Karakteristik ini di kuadran pertama sangat mirip dengan sebuah thyristor seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.3 (a). Namun, saat ini menempel dari GTO adalah jauh lebih tinggi daripada thyristor yang serupa. kebocoran  arus maju saat ini juga jauh lebih tinggi.

THYRISTOR

PEngertian TENTANG THYRISTOR

Thyristors (juga dikenal sebagai Silicon Controlled Rectifier atau SCR) telah ada jauh dari awal yang dari alat sederhana ini dan sekarang lampu daya tinggi dipicu thyristor dengan memblokir tegangan lebih dari 6KV dan arus terus menerus lebih dari 4kA telah tersedia.

Dioda semikonduktor  adalah pendahulu thyristor, bagian elektronika daya modern yang benar-benar dimulai dengan munculnya thyristor. Salah satu perkembangan pertama adalah publikasi PNPN.

Fitur Konstruksi dari Thyristor

Seperti terlihat pada Gambar kristal utama adalah doped  ringan n-type di kedua sisi yang dua jenis p lapisan dengan tingkat doping yang lebih tinggi. Seperti dalam kasus dioda daya dan transistor, penipisan lapisan menyebar terutama ke n-wilayah doped  ringan.

Prinsip Dasar Operasi Thyristor

Mari kita mempertimbangkan perilaku perangkat pnpn ini dengan tegangan maju yang akan diterapkan, yaitu anoda positif terhadap katoda dan terminal gerbang terbuka. Dengan tegangan polaritas ini J1 & J3 yang bias maju sementara J2 reverse bias. 

Karakterisitik output I-V pada Thyristor

Simbol sirkuit di kiri sisi inset mendefinisikan konvensi polaritas variabel yang digunakan dalam gambar ini.

Dengan ig = 0, VAK harus meningkat hingga meneruskan i tegangan lebih VBRF sebelum arus anoda signifikan mulai mengalir. Namun, di VBRF kondisi maju selama berlangsung dan tegangan thyristor turun ke VH ,Di luar titik ini tegangan thyristor (VAK) tetap hampir konstan pada VH (1-1.5v) sedangkan arus anoda ditentukan oleh beban eksternalnya. 

Bagian dari thyristor

—Setiap thyristor memiliki batas maksimum tegangan gerbang ( Vgmax ), gerbang batas arus ( Igmax ) dan maksimum rata-rata batas disipasi daya gerbang ( ) gavMaxP. Batasan ini tidak boleh terlewati untuk menghindari kerusakan permanen pada persimpangan gerbang katoda. Ada juga batas minimum Vg ( Vgmin ) dan Ig ( Igmin ) giliran terpercaya di dari thyristor. Sebuah gerbang non memicu tegangan ( VNG ) juga ditentukan oleh produsen thyristor.

—Mengacu pada sirkuit drive gerbang dalam inset persamaan garis beban diberikan oleh Vg = E – Rgig

—Untuk pemanfaatan yang optimal dari peringkat gerbang garis beban harus digeser ke depan kurva gavMaxP tanpa melanggar gMaxV atau IgMax peringkat . Oleh karena itu , untuk sumber dc E cf merupakan garis beban optimum dari mana nilai-nilai optimum dari E & Rg dapat ditentukan .

Gerbang katoda persimpangan juga memiliki reverse maksimum (yaitu, gerbang negatif sehubungan dengan katoda) spesifikasi tegangan. 

   

Bipolar junction Transistor (BJT)

Bipolar junction Transistor (BJT)

Pengertian tentang BJT
(Bipolar Junction Transistor)

Bipolar Junction Transistor (BJT) adalah perangkat

semikonduktor pertama yang memungkinkan

untuk kontrol penuh atas perputaran yang

berfungsi untuk mematikan operasi. Ini

menyederhanakan desain sejumlah sirkuit besar

pada Power Elektronik.

Prinsip Dasar dari BJT

Suatu persimpangan transistor terdiri dari kristal

semikonduktor di mana jenis wilayah p terjepit di antara dua

daerah tipe n. Ini disebut n-p-n transistor. Jika tidak ada

tegangan bias eksternal diterapkan (yaitu; VBB dan VCC

hubung terbuka) semua arus transistor harus nol. Transistor

akan berada dalam kondisi kesetimbangan termal dengan

hambatan potensial.

Beberapa rumusan dari BJT

 Telah disebutkan sebelumnya bahwa hanya sebagian kecil (dilambangkan

dengan huruf "α") dari total pembawa minoritas disuntikkan ke dasar mencapai

persimpangan JCB mana mereka menyapu ke daerah kolektor oleh medan listrik

yang besar di JCB. Pembawa minoritas ini merupakan komponen utama dari total

arus kolektor. Komponen lain dari arus kolektor terdiri dari arus saturasi balik

kecil dari persimpangan bias terbalik JCB.

 Oleh karena itu IC = αIE + IC

 Dimana IC adalah arus saturasi balik dari persimpangan JCB

Tapi IE = IB + IC

 Didefinisikan oleh : 1∝β−∝􀀖

 IC = β IB+ (β+1) Ics

Power Transistor sebagian besar adalah dari tipe npn, di bagian ini hanya

jenis transistor akan dibahas :

 Sebuah power BJT memiliki orientasi vertikal lapisan bolak balik tipe n dan

tipe p Struktur vertikal lebih disukai untuk transistor daya karena

memaksimalkan luas penampang pada kondisi arus mengalir. Dengan

demikian, pada keadaan resistensi dan daya lass diminimalkan.

 Dalam rangka mempertahankan keuntungan besar saat "β" (dan dengan

demikian mengurangi basis drive saat) kepadatan emitor doping dibuat

beberapa kali lipat lebih tinggi dari daerah basis. Ketebalan daerah basis

juga dibuat sekecil mungkin.

 Dalam rangka untuk memblokir tegangan besar selama "OFF" doped ringan

"kolektor mengalami pergeseran wilayah" diperkenalkan antara daerah

basis cukup membuat daerah doping pada kolektor menjadi berat.

Switching karakteristik Transistor Daya

Dalam sirkuit elektronik daya, transistor daya biasanya digunakan

sebagai saklar yaitu beroperasi baik "cut off" (beralih OFF) atau saturasi

(beralih ON) daerah. Namun, karakteristik operasi dari transistor daya

berbeda secara signifikan dari saklar yang dikendalikan ideal oleh

berikut.

Hal ini dapat dilakukan hanya jumlah terbatas saat ini dalam satu arah

ketika "ON" .

Hal ini dapat memblokir hanya terbatas tegangan dalam satu arah.

Memiliki drop tegangan selama "ON"

Kondisi Ini membawa kebocoran arus kecil selama kondisi OFF .Operasi

Switching tidak instan.

Hal ini membutuhkan daya non zero kontrol untuk switch

Dioda Power Semikonduktor

Pengertian Dioda Power Semikonduktor

Semikonduktor daya dioda adalah "tingkat daya" kontra bagian dari “dioda rendah sinyal listrik" dengan mana sebagian besar dari kita memiliki beberapa tingkat keakraban. Perangkat kekuasaan ini, bagaimanapun, diwajibkan untuk membawa sampai beberapa KA dari kondisi bias maju di bawah saat ini dan memblokir hingga beberapa KV dalam kondisi bias terbalik.

Konstruksi dan Karakteristik dari Power Dioda

Sama dengan yang telah disebutkan dalam pengenalan Dioda Daya, rating daya terbesar yang diperlukan untuk mengalirkan beberapa  kiloampere arus ke arah depan dengan sangat sedikit daya yang hilang sementara dan dapat memblokir beberapa kilo volt dalam arah yang sebaliknya. 

Dioda Daya pada saat kondisi Forward Bias

Sebagai metalurgi p+ n- junction menjadi bias maju akan ada injeksi lebih dari tipe p pembawa ke dalam n- side. Pada tingkat rendah suntikan ( yaitu AP << nno ) semua jenis p operator kelebihan bergabung kembali dengan operator tipe n di wilayah n- drift . Namun pada tingkat tinggi injeksi ( yaitu besar kerapatan arus forward) kelebihan tipe p distribusikan pada kerapatan pembawa mencapai n- n+ junction dan menarik elektron dari n+ katoda. Hal ini menyebabkan elektron injeksi ke wilayah melayang melintasi n- n+ persimpangan dengan kepadatan pembawa δn = AP. Mekanisme ini disebut dobel injeksi.

Kondisi Dioda Daya saat Reverse Bias

                   Seperti dalam kasus daya diode rendah tegangan terbalik diterapkan didukung oleh penipisan lapisan terbentuk pada p+ n- metalurgi junction. Secara keseluruhan netralitas wilayah perubahan ruang menyatakan bahwa jumlah atom terionisasi di wilayah + p harus sama seperti yang di n- wilayah. Namun, sejak NDD << NaA, daerah muatan ruang hampir secara eksklusif meluas ke wilayah n- drift.

Karakteristik Switching Power Dioda

Daya Dioda mengambil waktu yang terbatas untuk membuat transisi dari  bias mundur untuk meneruskan kondisi  bias maju (beralih ON) dan sebaliknya (beralih OFF).