Die ersten Thyristoren wurden 1957 bei General Electric entwickelt und zunächst als SCR (silicon controlled rectifier, dt. gesteuerter Silizium-Gleichrichter) bezeichnet. Der Begriff Thyristor setzte sich erst in den 1960er Jahren durch, im englischen Sprachraum ist jedoch weiterhin SCR gebräuchlich. Thyristor ist ein Kunstwort aus Thyratron und Transistor.
- Thyristoren sind in Vorwärtsrichtung steuerbare Vierschicht-Dioden. (Siehe Prinzip-Schaltbild rechts.)
- In Vorwärtsrichtung ist eine und in Rückwärtsrichtung zwei Sperrschicht(en) wirksam.
- Nur die Sperrschicht in Vorwärtsrichtung kann durch eine Steuerspannung UG zwischen Gate und Kathode abgebaut werden.
Das kann man sich (sehr vereinfacht) so vorstellen:
- Die Elektronen des steuernden Gatestromes IG werden so beschleunigt, dass sie in den Damm der Sperrschicht ein Leck schlagen.
- Der Hauptstrom beginnt zu fließen und schwemmt den Damm der Sperrschicht weg - der Thyristor ist gezündet.
- Der Thyristor sperrt in Vorwärtsrichtung erst wieder, wenn sein Haltestrom IH (zwischen 2 - 100mA, in größeren Varianten bis 500mA) unterschritten wird. In der Praxis, wenn der Hauptstrom IH wieder Null wird.
- Da Thyristoren eine große Exemplarstreuung bezüglich der Mindesthöhe von Zündsp´g. und Zündstrom aufweisen und zudem der notwendige Zündstrom von der Betriebsspannung abhängt,
werden sie grundsätzlich mit Zündimpulsen weit über ihren Mindestnennwerten gesteuert. Das hat auch den Vorteil, dass die Sperrschicht schnell abgebaut wird und damit die Verlustleistung klein bleibt. (Siehe Durchlasskennlinie!)
- Haupteinsatzgebiet ist die Steuerung von Gleichrichtern und Wechselstromstellern. Bei Gleichstromstellern werden sie zunehmend durch IGBT´s abgelöst.
- Mit normalen Thyristoren ist Phasenanschnitt- aber keine Phasenabschnitt-Steuerung möglich.
- GTO-Thyristoren (gate-turned-off) sind mit negativen Gate-Impuls löschbar. Anwendung im mittleren Leistungsbereich mit Spannungen bis 1,2kV und Strömen bis 400A.
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- Prinzip - Schaltsymbol
- Vorwärtsverhalten
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