Thyristor – Halbleiter
Einleitung
Wir haben bereits in die Grundfunktionen des Thyristors verstanden.
⇨ Thyristor Grundfunktion
Zusammenfassung: Die Funktion ist ähnlich wie die eines Transistors. Zwischen Anode und Kathode kann erst ein Strom fließen, wenn ein Strom in den Gate-Anschluss fließt.
Der Unterschied beim Thyristor liegt darin das nicht dauerhaft ein Strom in das Gate fließen muss, sondern nur kurz um ihn zu „zünden“.
Nun gehen wir aber nochmal einen Schritt zurück und schauen in diesen Thyristor hinein auf Halbleiterebene.
NPN Bipolartransistor
Durch das Anschließen der Quelle, können Elektronen in die N-Schicht fließen. Werden nun Löcher in die Mittlere P-Schicht gefügt, ziehen diese die Elektronen an. Da die P-Schicht aber sehr dünn ist, rekombinieren die Elektronen nicht mit den Löchern, sondern fließen zur anderen N-Schicht.
PNP Bipolartransistor
Gleiches Prinzip, aber natürlich umgekehrt, gilt für den PNP Bipolartransistor. Aus der Quelle fließen Löcher in die P-Schicht. Werden Elektronen in die Mittlere N-Schicht gefügt, locken diese die Löcher an. Allerdings rekombinieren sie auch hier nicht, sondern fließen in die andere P-Schicht.
Erklärung
Dieses Prinzip ist nun auf den Thyristor übertragbar.
Wie bereits erklärt lässt sich der Thyristor in eine NPN und eine PNP Schicht aufteilen.
Werden bei der NPN Struktur Löcher in die P-Schicht gefügt, hat dies zur Folge das Elektronen von der Äußeren in die Innere N-Schicht fließen können.
Werden bei der PNP Struktur Elektronen in die N-Schicht gefügt, hat dies zur folge das Löcher von der Äußeren in die Innere P-Schicht fließen können.
Nun entsteht folgender Ablauf:
1) Der Mittleren P-Schicht werden Löcher hinzugefügt.
2) Dies hat zur Folge das Elektronen von der Äußeren in die Innere N-Schicht fließen.
Hierdurch sammeln sich Elektronen in der Mittleren N-Schicht.
3) Und dies wiederum bedeutet das in der PNP-Struktur Löcher von der Äußeren die Innere P-Schicht fließen können.
Besonderheit / Selbsthaltung
Wie wir bereits gelernt haben, hat ein Thyristor eine Selbsthaltung. Das bedeutet lediglich ein kurzer Strompuls in die Mittlere P-Schicht genügt um den Thyristor zu zünden. In Folge wirkt der Thyristor wie eine Diode.
Warum ist das so?
Die Löcher welche aus der P+Schicht in die Mittlere P-Schicht fließen, sorgen dafür das beim NPN Transistor immer noch Elektronen weiterfließen.
