سوئیچ های الکترونیکی

از انواع مختلف سوئیچ های الکترونیکی IGBT ، Mosfet ،Bjt ، تریستور ، Triac ، Diac هستند که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم :

ترانزیستور BJT :

یک ترانزیستور اجازه ی عبور و یا قطع را به جریان می دهد پس به مانند یک سوئیچ نرمال عمل می کند . در مدارهای سوئیچینگ زمانی که ترانزیستور در ناحیه ی قطع قرار دارد مربوط به زمانی است که کلید باز است و جریان نداریم و زمانی که ترانزیستور در ناحیه ی اشباع قرار دارد ، زمانی است که کلید بسته است و جریان بر قرار است . ناحیه ی فعال ترانزیستور برای سوئیچینگ کاربردی ندارد . هر دو ترانزیستور NPN  و PNP  زمانی عمل می کنند که جریان بیس کافی به آن ها اعمال شود . برای رسیدن به وضعیت اشباع ، پیوند بیس – امیتر را در بایاس موافق قرار می دهند تا جریان کلکتور به حداکثر مقدار خود برسد ، در این حالت ولتاژ دو سر پایه ها ی کلکتور و امیتر در حالت ایده آل به صفر می رسد و ترانزیستور مانند یک کلید بسته عمل می کند . برای رسیدن به حالت قطع ، جریان بیس را صفر میکنند تا به تبع آن جریان کلکتور صفر شود و دو سر کلکتور و امیتر مانند یک کلید باز عمل  کند .

ترانزیستور MOSFET  :

ماسفت ها ترانزیستور هایی با سرعت سوئیچینگ بالا هستند که دارای سه پایه به نام های Drain  و Source و Gate هستند. ماسفت یک دستگاه کنترل ولتاژ است ، یعنی با کنترل ورودی (گیت سورس ) ولتاژ ، مقاومت بین درین و سورس کنترل شده که که وضعیت قطع و وصل دستگاه را تعیین می کند.ماسفت در دو شکل p-channel  و N-channel  وجود دارد . ماسفت کانال N  وقتی روشن است که به VGS  ولتاژ مثبت و بزرگتر از ولتاژ threshold  اعمال شود . ماسفت کانال p هم مانند کانال N عمل می کند با این تفاوت که با پلاریته برعکس استفاده می شود.

IGBT:

( Insulated Gate Bipolar Transistor  ) ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق : این ترانزیستور ترکیبی از مزیت های مختلف ترانزیستور قدرت BJT  و MOSFET  می باشد . امپدانس ورودی و سرعت سوئیچینگ بالای MOSFET  همراه ولتاژ اشباع پایین BJT  با هم ترکیب شده و نوع دیگری از ترانزیستور را تولید نموده  که در آن جریان کلکتور و امیتر برابر و جریان گیت تقریبا برابر صفر می باشد . از آنجایی که ترانزیستور های دوقطبی قدرت و یا ترانزیستور های MOSFET  قدرت قادر نیستند به طور کامل نیاز های یک سوئیچ قدرت را برآورده سازند ،IGBT  ها اکثرا در الکترونیک قدرت مورد استفاده قرار می گیرند مانند اینورتر ها و منابع تغذیه . پس در واقع IGBT  ترکیبی از FET  و BJT  است که مانند شکل به صورت دارلینگتون به هم اتصال یا فته اند .

تریستور :

تریستور یا silicon controlled rectifier ) src ) به طور گسترده در ابزار های سوئیچینگ کنترل قدرت مورد استفاده قرار میگیرد که مانند دیود یک ابزار یک طرفه است پس اگر در ولتاژ AC  به کار برده شود ، فقط نیم سیکل را عبور می دهد . تریستور دارای سه پایه ی آند و کاتد و گیت می باشد. تریستور با استفاده از کنترل ورودی گیت و حالت های بایاس آند و کاتد روشن و خاموش می شود . پایه های آند و کاتد ، دو سر یک کلید هستند و پایه ی گیت هم نقش کلید را دارد که با زدن آن جریان الکتریکی قطع و وصل می شود .

تریاک :

تریاک (TRIAC) یک ابزار سوئیچینگ دوطرفه است که از دو  تریستور برابر که با یک پایه ی گیت مشترک به صورت معکوس به هم متصل شده اند . توانایی آن برای کنترل توان AC  در هر دو جهت مثبت و منفی شکل موج ولتاژ باعث می شود که از این ابزار در کنترل کننده های سرعت موتور ، دیمر ها ، سیستم های کنترل فشار و دیگر تجهیزات کنترل AC  استفاده شود.

دیاک (Diode AC Switch  ) :

یک ابزار سوئیچینگ دو طرفه است و شامل دو پایه می باشد که به عنوان آند یا کاتد نام گذاری نشده اند ، این به این معنی می باشد که دیاک در هر دو جهت بدون در نظر گرفتن پایه ها می تواند عمل کند . هنگامی که ولتاژی به دیاک اعمال می شود ، این ولتاژ هم در حالت مستقیم و هم در حالت معکوس عمل میکند ، مگر اینکه ولتاژ از مقدار ولتاژ شکست کمتر باشد . اگر ولتاژ از ولتاژ شکست بیشتر باشد دستگاه شروع به هدایت میکند .