Thyristor Physics

در این جلد، من سعی می‌کنم اصول فیزیکی زیربنای عملکرد و ویژگی‌های عملکرد کلاس سوئیچ‌های نیمه‌رسانا p-n-p-n که به عنوان تریستور شناخته می‌شوند را به طور خلاصه ارائه کنم. یکسو کننده نیمه هادی کنترل شده (SCR)، کلید AC (تریاک)، کلید خاموش کننده گیت (GTO) و تریستور رسانای معکوس (RCT) از مهم ترین وسایل متعلق به این خانواده هستند. این کتاب هم برای فیزیکدانان، طراحان و دانش‌آموزان دستگاه‌های نیمه‌رسانا و هم برای آن دسته از طراحان مدارهای الکترونیکی که می‌خواهند تریستورها را خلاقانه بدون محدودیت در نظر گرفتن آنها به‌عنوان «جعبه‌های سیاه» که فقط با درجه‌بندی‌های الکتریکی نادرست توصیف شده‌اند، به کار ببرند. این کتاب تلاش می‌کند تا گزارشی به‌روز از پیشرفت انجام شده در درک عملکرد، پتانسیل‌ها و محدودیت‌های تریستورها به عنوان عناصر مدار سوئیچینگ ارائه دهد. برخی از دانش اولیه فیزیک ترانزیستور را در نظر می گیرد و با استفاده از ریاضیات ریاضی که فراتر از حساب دیفرانسیل و انتگرال و معادلات دیفرانسیل نیست، بر جنبه های پدیدارشناختی نظریه تریستور تأکید می کند. دو فصل اول، تئوری عملیات تریستور را مورد بحث قرار می دهد. فصل های بعدی به مطالعه خواص استاتیکی و دینامیکی SCR، RCT، GTO و triac اختصاص دارد. آنها شامل بحث در مورد افت ولتاژ پیشرو، حداکثر قابلیت مسدود کردن ولتاژ، گذرا روشن و خاموش، نرخ افزایش جریان و ولتاژ، و اثرات مطلوب و نامطلوب راه اندازی است.

In this volume I attempt to present concisely the physical principles underlying the operation and performance characteristics of the class of semiconductor p-n-p-n switches known as thyristors. The semiconductor controlled rectifier (SCR), the triode AC switch (Triac) the gate turn-off switch (GTO), and the reverse conducting thyristor (RCT) are some of the most important devices belonging to this device family. This book is aimed both at semiconductor-device physicists, designers, and students and at those electronic circuit designers who wish to apply thyristors creatively without the limitation of con­ sidering them as "black boxes," described only by insufficiently understood electrical ratings. The book endeavors to present an up-to-date account of the progress made in understanding the operation, potentialities, and limitations of thyristors as switching circuit elements. It assumes some basic knowledge of transistor physics and stresses the phe­ nomenological aspects of thyristor theory with the use of mathe­ matics not going beyond calculus and differential equations. The first two chapters discuss basic thyristor operation theory. The sub­ sequent chapters are devoted to the study of the static and dynamic properties of the SCR, the RCT, the GTO, and the triac; they in­ clude discussions of forward voltage drops, maximum voltage­ blocking capabilities, turn-on and turn-off transients, current and voltage rise rates, and desirable and undesirable triggering effects.