مجله جم ترونیک
تفاوت تریستور و ترانزیستور چیست؟
شاید در طراحی یا تعمیر مدارهای الکترونیکی با این سوال مواجه شده باشید که چرا در برخی قسمتها از ترانزیستور و در برخی دیگر از تریستور استفاده میشود. این دو قطعه نیمههادی، با وجود شباهتهای ظاهری، وظایف متفاوتی بر عهده دارند و درک تفاوت تریستور و ترانزیستور برای هر مهندس یا علاقهمند به الکترونیک یک دانش پایه محسوب میشود. فرق ترانزیستور و تریستور تنها به نام آنها خلاصه نمیشود، بلکه در ساختار داخلی، نحوه کنترل جریان و حوزههای کاربردشان تفاوتهای اساسی وجود دارد.
معرفی تریستور
تریستور که با نام یکسوساز کنترلشده سیلیکونی (SCR) نیز شناخته میشود، یک قطعه نیمههادی قدرتمند برای کنترل جریانهای بالا است. این قطعه ساختاری چهارلایه (به صورت P-N-P-N) دارد و دارای سه پایه به نامهای آند (Anode)، کاتد (Cathode) و گیت (Gate) است. وظیفه اصلی تریستور، کار کردن مانند یک کلید الکترونیکی برای مدارهای ولتاژ و جریان بالا است. یکی از ویژگیهای اصلی آن، هدایت جریان فقط در یک جهت، از آند به سمت کاتد است.
مهمترین مشخصه تریستور، حالت قفلشوندگی یا Latching آن است. برای روشن شدن تریستور، نه تنها باید ولتاژ آند از کاتد بیشتر باشد، بلکه یک پالس ولتاژ کوتاه نیز باید به پایه گیت اعمال شود. پس از اعمال این پالس و عبور جریان از یک مقدار حداقل (جریان نگهدارنده)، تریستور روشن میماند و دیگر نیازی به پالس گیت ندارد. این قطعه در حالت روشن باقی میماند تا زمانی که جریان عبوری از آن قطع شود یا ولتاژ آند نسبت به کاتد منفی گردد. این خصوصیت، تریستور را برای کنترل بارهای سنگین مانند موتورهای الکتریکی و سیستمهای روشنایی صنعتی مناسب میسازد. درک این مکانیزم، بخشی از شناخت تفاوت تریستور و ترانزیستور است.
برای مشاهده قیمت و خرید تریستور کلیک کنید.
معرفی ترانزیستور
ترانزیستور یکی از اصلیترین قطعات در مدارهای الکترونیکی مدرن است که معمولا ساختاری سهلایه و سه پایه دارد. این پایهها بسته به نوع ترانزیستور، بیس (Base)، کلکتور (Collector) و امیتر (Emitter) در ترانزیستورهای BJT یا گیت (Gate)، درین (Drain) و سورس (Source) در ترانزیستورهای FET نامیده میشوند. دو وظیفه اصلی ترانزیستورها تقویت سیگنالهای الکتریکی و کار کردن به عنوان یک سوییچ بسیار سریع است. برخلاف تریستور که بیشتر در مدارهای قدرت کاربرد دارد، ترانزیستور در مدارهای با سیگنال ضعیف و فرکانس بالا نیز به وفور یافت میشود.
عملکرد ترانزیستور در سه ناحیه کاری تعریف میشود: قطع، فعال و اشباع. در ناحیه قطع، ترانزیستور خاموش است و جریانی عبور نمیدهد. در ناحیه فعال، مانند یک شیر آب قابل تنظیم عمل میکند و با تغییر جریان یا ولتاژ ورودی به پایه کنترلی (بیس یا گیت)، جریان خروجی را به صورت خطی کنترل میکند. این همان خاصیت تقویتکنندگی است. در ناحیه اشباع، ترانزیستور کاملا روشن است و مانند یک کلید بسته عمل میکند. این قابلیت کنترلپذیری پیوسته، یک فرق ترانزیستور و تریستور به شمار میرود.
همچنین برای اطلاع از قیمت و خرید ترانزیستور کلیک کنید
تفاوت تریستور و ترانزیستور
حالا که با هر دو قطعه آشنا شدیم، زمان آن رسیده که تفاوت تریستور و ترانزیستور را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم. این دو قطعه به هیچ عنوان قابل جایگزینی با یکدیگر نیستند، زیرا برای اهداف کاملا متفاوتی طراحی شدهاند. تفاوت های تریستور و ترانزیستور را میتوان در چند بخش اصلی دستهبندی کرد که در ادامه به آنها میپردازیم. شاید اصلیترین فرق تریستور و ترانزیستور در توانایی کنترل جریانهای بزرگ و نحوه خاموش شدن آنها باشد.
جدول زیر یک مقایسه سریع برای درک بهتر تفاوت تریستور و ترانزیستور ارائه میدهد:
| ویژگی | ترانزیستور | تریستور |
| ساختار لایهها | معمولا ۳ لایه (P-N-P یا N-P-N) | ۴ لایه (P-N-P-N) |
| تعداد پایهها | ۳ پایه | ۳ پایه |
| جهت جریان | میتواند دو جهته باشد (در مدلهای خاص) | همیشه یکجهته (آند به کاتد) |
| کنترل | کنترل پیوسته جریان خروجی | کنترل روشن/خاموش (نیازمند پالس) |
| نحوه خاموش شدن | با قطع سیگنال ورودی بلافاصله خاموش میشود | نیاز به قطع جریان اصلی دارد (خودکار خاموش نمیشود) |
| سرعت سوییچینگ | بسیار بالا | پایین |
فرق اساسی در ساختار و کنترل پذیری
اولین تفاوت ترانزیستور و تریستور در ساختار داخلی آنهاست. ساختار چهارلایه تریستور به آن قابلیت تحمل ولتاژهای شکست بالا را میدهد، اما همزمان باعث میشود که پس از روشن شدن، کنترل خود را از دست بدهد و تا زمان قطع جریان اصلی، روشن بماند. در مقابل، ساختار سهلایه ترانزیستور به آن اجازه میدهد که با کنترل مداوم سیگنال ورودی، جریان خروجی را به صورت پیوسته کم و زیاد کند. این یعنی ترانزیستور برای تقویت سیگنالهای صوتی یا ساخت نوسانسازها یک انتخاب عالی است، در حالی که تریستور در این زمینهها هیچ کاربردی ندارد.
تفاوت های تریستور و ترانزیستور در کاربرد
حوزه استفاده این دو قطعه نیز نمایانگر تفاوت تریستور و ترانزیستور است. ترانزیستورها در مدارهای منطقی دیجیتال، تقویتکنندهها، منابع تغذیه سوییچینگ با فرکانس بالا و تقریبا هر مدار الکترونیکی با ولتاژ پایین یافت میشوند. اما تریستورها در جایی به کار میروند که صحبت از کنترل قدرت است. درایورهای موتورهای AC، دیمرهای کنترل نور، کورههای القایی و سیستمهای انتقال برق HVDC از جمله کاربردهای تریستور هستند.
نکات مهم در انتخاب تریستور و ترانزیستور
برای انتخاب درست بین تریستور و ترانزیستور، سه معیار اصلی را در نظر بگیرید:
- سطح توان: اگر مدار شما با ولتاژ و جریان بالایی کار میکند، تریستور به دلیل مقاومت بالا بهترین گزینه است.
- سرعت سوییچینگ: برای کاربردهای سریع و فرکانس بالا مانند منابع تغذیه، ترانزیستور (بهویژه ماسفت) به دلیل سرعت بالایش انتخاب انحصاری است.
- نوع کنترل: اگر به کنترل پیوسته و خطی جریان (مانند تقویتکننده) نیاز دارید، از ترانزیستور استفاده کنید؛ اما اگر فقط یک کلید قدرتمند برای بارهای سنگین میخواهید، تریستور انتخاب سادهتر و مقاومتری است.
همچنین برای تهیه و خرید ترانزیستور ماسفت کلیک کنید.
جمع بندی
در این مقاله تلاش کردیم تا تفاوت تریستور و ترانزیستور را به شکلی واضح بیان کنیم. دیدیم که ترانزیستور یک قطعه همهکاره برای تقویت و سوییچینگ سریع در ولتاژهای پایین است، در حالی که تریستور یک کلید قدرتمند و یکطرفه برای کنترل بارهای سنگین AC و DC است. این دو قطعه با وجود تفاوتهایشان، هر دو از ستونهای اصلی مهندسی الکترونیک هستند و شناخت دقیق آنها برای هر طراحی موفق ضروری است. امیدواریم با مطالعه این مطلب، تفاوت های تریستور و ترانزیستور برای شما روشن شده باشد.
مجموعه جم ترونیک به عنوان یکی از بزرگترین ارائه دهندگان انواع ماژولها، سنسورها و قطعات الکترونیک در ایران، مفتخر است که قطعات با کیفیتی را در اختیار شما قرار میدهد.
همچنین برای خرید ترانزیستور BJT با قیمت مناسب کلیک کنید.
سوالات متداول
- ترانزیستور و تریستور از نظر ساختار داخلی چه تفاوتی دارند؟
ترانزیستورها معمولا ساختاری سهلایه (مانند P-N-P) دارند که به آنها امکان کنترل پیوسته جریان را میدهد. در مقابل، تریستورها ساختاری چهارلایه (P-N-P-N) دارند که برای کلیدزنی جریانهای بالا و قفل شدن در حالت روشن طراحی شده است.
- کدامیک برای کنترل جریانهای بالا مناسبتر است؟
تریستور به طور مشخص برای کنترل جریانها و ولتاژهای بسیار بالا طراحی شده است. این قطعه به دلیل ساختار مقاوم و تلفات هدایتی کم در جریانهای زیاد، برای کاربردهای صنعتی و کنترل قدرت گزینه بسیار بهتری نسبت به ترانزیستور است.
- محدودیتهای هر یک از این دو قطعه نسبت به دیگری چیست؟
بزرگترین محدودیت ترانزیستور، توانایی کمتر آن در تحمل جریانهای بسیار سنگین است. از طرف دیگر، محدودیت اصلی تریستور سرعت پایین سوییچینگ و عدم قابلیت خاموش شدن آنی با قطع سیگنال گیت است که استفاده از آن را در مدارهای فرکانس بالا غیرممکن میسازد.
