Two transistor model of a thyristor(SCR)

 

Two transistor model of a thyristor(SCR)

 

Question: Explain two transistor model of a thyristor(SCR)?
or
Explain the construction and working principles of a thyristor?
or
Explain the positive regenerative feedback effect of a thyristor?

 

Solution:

The regenerative or latching action due to positive feedback can be demonstrated by using a two transistor model of a thyristor.

A thyristor can be considered as two complementary transistors, one PNP transistor Q1 and other NPN transistor Q2 as shown in figure 1(a).

The equivalent circuit model is shown in figure 1(b)

figure1(a)                                                        figure 1(b)

 

In General, The collector current I_C of a thyristor is related to the emitter current I_E and the leakage current of the collector-base junction, I_CBO as

The current gain α₁ varies with the emitter current I_A=I_E ; and α₂ varies with I_k=I_A+I_G

From equation (vi) If the gate current I_G is suddenly increased, the anode current I_A also increases, which would further increase α₁ and α₂. Current gain α₂ depends on I_A and I_G

Again the increase in the values of α₁ and α₂ further increases I_A. Therefore, there is a regenerative or positive feedback effect.

If (α₁+α₂) tends to be unity, the denominator of equation(vi) approaches zero, resulting in a large value of anode current I_A, and the thyristor turns on with a small gate current.

সমীকরণ (vi)হতে দেখতে পাই যে, যদি গেট কারেন্ট (I_G) হঠাৎ বৃদ্ধি পায়, তাহলে অ্যানোড কারেন্ট (I_A)ও বৃদ্ধি পায়, যা α₁ এবং α₂ কে আরও বাড়াবে। কারেন্ট গেইন α₂ ,I_A এবং I_G এর উপর নির্ভর করে.

আবার α₁ এবং α₂ এর মান বৃদ্ধির ফলে(I_A)আবারো বৃদ্ধি পাবে। অতএব, এখানে একটি রিজেনেরেটিভ বা পজিটিভ প্রতিক্রিয়া প্রভাব আছে।

যদি (α₁+α₂)এর মান উনিটির কাছাকাছি যায়,তাহলে সমীকরণ (vi) এর হর শূন্যের কাছাকাছি চলে যাবে, ফলে এনোড কারেন্ট I_A এর মান অনেক বেশি হবে এবং সামান্য পরিমান গেট কারেন্ট দিয়েই থাইরিস্টর চালু হবে।