Dernière mise à jour :
28/08/2006
Présentation
Un thyristor, dénommé aussi SCR (
Silicon
Controlled
Rectifier,
redresseur
controlé au silicium) est un redresseur au silicium comme une
diode, mais
composé
de quatre couches de silicium (contre deux pour la diode), et dont la
conduction dans le sens direct est commandée par une
électrode supplémentaire appelée "Gachette". Ce
composant comporte trois électrodes : la cathode, l'anode
et la gachette. Contrairement au
triac,
le thyristor est unidirectionnel, il ne peut laisser passer le courant
que dans un seul sens.
Notation (appellation) du composant
La notation par lettres et chiffres du composant repose sur une
normalisation dont quelques détails sont donnés à
la page
Notation
des composants.
Conditions de déclenchement
Lorsque la tension sur l'anode est négative par rapport à
la cathode, le
composant se comporte comme une diode normale polarisée en
inverse, et ne conduit donc pas. Si la tension d'anode est positive par
rapport à la cathode, le
composant conduit, comme une diode normale polarisée dans le
sens directe, mais à la condition toutefois qu'une impulsion
positive d'amplitude suffisante soit appliquée sur la gachette.
Si aucune tension n'est appliquée sur la gachette, le thyristor
reste bloqué, même s'il est polarisé dans le sens
direct. Une fois rendu conducteur (passant) par l'application d'une
tension suffisante sur la gachette, le thyristor reste passant
même si la tension de commande a disparue (tension de gachette
nulle), tant qu'il circule un courant minimal, appelé courant de
maintien, entre anode et cathode.
Caractéristiques principales
VBO (ou Vmax)
- Tension
maximale que le
composant peut supporter lorsqu'il est à l'état
bloqué, et au delà de laquelle il devient conducteur
même si aucune tension de commande n'est appliquée sur la
gachette (par exemple 400V).
It(av) -
Courant continu
maximal qui peut circuler entre anode et cathode avant endommagement ou
destruction du composant. Il s'agit bien sûr d'une valeur dont il
faut tenir compte en fonction de la consommation de l'élement
commandé (par exemple 6A).
Im -
Courant de maintien. Il
s'agit de la valeur de courant au-dessous de laquelle un thyristor qui
était dans l'état passant (conducteur), va repasser
à l'état bloqué. En général
exprimé en Ampères.
Igt -
Courant minimal de
gachette. Il s'agit du courant minimum demandé pour que le
thyristor puisse passer à l'état passant (conducteur).
Généralement exprimé en milliAmpères.
Thyristors de type GTO
GTO =
Gate
Turn
Off
Pour un thyristor "normal", il existe deux façons de le bloquer
après qu'il ait été rendu passant :
- en coupant totalement la tension d'anode, ce qui a pour effet de
faire descendre le courant d'anode en dessous du courant de maintien;
- ou en baissant suffisement le courant de maintien, sans couper la
tension d'anode.
Certaines applications sont un peu "gênées" avec ce type
de fonctionnement. Aussi, des thyristors de type GTO ont vu le jour,
permettant de passer de l'état conducteur à l'état
bloqué au moyen d'une impulsion de tension négative
appliquée sur la gachette. La même gachette peut donc
servire de fonction Marche / Arrêt, sans qu'il y ait besoin de
réduire ou faire disparaitre le courant circulant entre anode et
cathode.
Thyristors photo-sensibles
Appelés aussi LASCR, pour
Light
Activated
Silicon
Controlled
Rectifier
(redresseur au silicium
activé par la lumière)
Thyristors dont le déclanchement est provoqué non pas par
une impulsion électrique sur la gachette, mais par une source
lumineuse. De tels types de thyristors ont permi l'élaboration d'
opto-coupleurs
dont
l'élement de commande est une lampe à filament ou une
led, et dont l'élement de commutation est un thyristor. Ce qui,
comme avec tout type d'optocoupleur, permet d'isoler galvaniquement
l'étage de commande de la partie commandée.
Thyristors SE (Shorted Emitter)
La technologie employée pour la fabrication des thyristors rend
ces derniers très sensibles au déclenchement. Si cela
apporte un plus pour la commande (moins de courant est
nécessaire pour les activer), cela peut être un
inconvénient dans certains environnements plus ou moins
bruités (électriquement ou
électromagnétiquement parlant), et où des
déclenchements intempestifs peuvent alors se produire. La
technique courante pour limiter cette forte sensibilité consiste
à ajouter une résistance entre la gachette et la cathode,
ce qui améliore en plus les caractéristiques de tenue en
température. Les thyristors SE se voient tout simplement
intégrer cette résistance dans leur boitier au moment de
la fabrication, ce qui évite de l'ajouter par la suite.
Quelques exemples de thyristors
Voici quelques références, avec les valeurs typiques de
courant de gachette, de courant de maintien et de tension maximale.
Thyristor
|
Im
(A)
|
Igt
(mA)
|
Vmax
(V)
|
BR101
|
2,5
|
-
|
50
|
BRY20
|
5
|
0,1 .. 3
|
40
|
BT151
|
5
|
25
|
500
|
BTW27
|
10
|
50
|
100
|
BTW37
|
15
|
100
|
600
|
C106
|
4
|
0,2
|
15 à 600 selon type
|
C122
|
8
|
25
|
15 à 600 selon type |
MCR101
|
0,8
|
0,2
|
15
|
MCR120
|
0,8
|
0,2
|
200
|
2N2619
|
7,4
|
15
|
600
|