Le thyristor

Résumé du document

Le premier concept du thyristor a été introduit par Schotkley en 1950. Ensuite, en 1952, Ebers a proposé une interprétation de la caractéristique de ce composant en faisant l'analogie avec l'association de deux transistors bipolaires. Finalement, le principe de fonctionnement détaillé et les premiers travaux sur le thyristor ont été publiés en 1956 par Moll.

Le thyristor est élément semi-conducteur qui possède trois électrodes : l'anode (A), la cathode (K) et la gâchette (G).
Comme la diode, le thyristor laisse passer le courant dans un seul sens : de l'anode vers la cathode. Mais le thyristor ne conduira que si un courant minimum et positif est fourni à la gâchette. C'est donc une diode commandée ou plutôt un redresseur commandé d'où son nom anglais " Silicon controlled rectifier " (SCR) ce qui signifie " Redresseur commandé au Silicium ".

Extraits

[...] Il faut veiller à ne pas dépasser la tension directe blocable à courant de gâchette nul (toujours risque de détérioration). Après l'entrée en conduction, le thyristor se comporte comme une simple diode. La tension à ses bornes est légèrement supérieure à la tension de seuil (typiquement V). Il n'est plus nécessaire d'injecter un courant de gâchette pour la conduction. Pour que le thyristor se bloque : Il faut que le courant iAK le traversant s'annule. [...]

[...] Le thyristor INTRODUCTION Le premier concept du thyristor a été introduit par Schotkley en 1950. Ensuite, en 1952, Ebers a proposé une interprétation de la caractéristique de ce composant en faisant l'analogie avec l'association de deux transistors bipolaires. Finalement, le principe de fonctionnement détaillé et les premiers travaux sur le thyristor ont été publiés en 1956 par Moll. DESCRIPTION Le thyristor est élément semi-conducteur qui possède trois électrodes : l'anode la cathode et la gâchette Comme la diode, le thyristor laisse passer le courant dans un seul sens : de l'anode vers la cathode. [...]

[...] Fabrication : Le thyristor est fabriqué à partir d'une plaquette de type formant la couche de blocage. Cette plaquette est recouverte sur ses deux faces de couches P Puis, on crée par diffusion la couche de cathode dans la couche de commande. La plaquette est ensuite taillée en biseau avec une largeur augmentant de l'anode à la cathode pour éviter l'amorçage d'arcs électriques. FONCTIONNEMENT PHYSIQUE Rappelons que le thyristor possède trois jonctions PN, ce sont ces jonctions qui vont permettre d'étudier physiquement son fonctionnement. [...]

[...] La couche d'anode de type P est mince (autour de 70 µm) et moyennement dopée. Elle est reliée par métallisation à l'électrode d'anode. La couche de blocage de type N est épaisse (autour de 250 µm) et faiblement dopée. La couche de commande de type P est mince (autour de 50 µm) et moyennement dopée. Elle est reliée à l'électrode de gâchette. La couche de cathode de type N est mince (autour de 20 µm) et fortement dopée. Elle est reliée par métallisation à l'électrode de cathode. [...]

[...] Le thyristor sera amorcé par un courant négatif sur la gâchette. Injection d'électrons par la gâchette, ce qui abaisse le potentiel de la base N Injection de trous dans la base N qui sont ensuite accélérés par le champ E 2 Les trous augmentent le potentiel de la zone P et la cathode injecte des électrons La migration des électrons et des trous en sens contraire se poursuit jusqu'à l'amorçage du thyristor Diagramme des bandes : P Anode P Cathode N N FONCTIONNEMENT ELECTRIQUE Le thyristor est un composant unidirectionnel en courant (il ne peut conduire un courant que dans le sens anode vers cathode) et bidirectionnel en tension (il peut supporter une tension de signe quelconque à ses bornes). [...]