Hystérésis

Les thyristors sont une classe de composants semi-conducteurs présentant une hystérésis, cette propriété par laquelle un système ne parvient pas à revenir à son état d'origine après qu'une cause de changement d'état a été supprimée. Un exemple très simple d'hystérésis est l'action mécanique d'un interrupteur à bascule :lorsque le levier est poussé, il bascule dans l'un des deux états extrêmes (positions) et y restera même après que la source de mouvement est retirée (après avoir retiré votre main du levier de commande). Pour illustrer l'absence d'hystérésis, considérons l'action d'un bouton-poussoir « momentané », qui revient à son état d'origine une fois que le bouton n'est plus enfoncé :lorsque le stimulus est retiré (votre main), le système (commutateur) immédiatement et complètement revient à son état antérieur sans comportement de « verrouillage ».

Les transistors bipolaires, à effet de champ à jonction et à effet de champ à grille isolée sont tous des dispositifs non hystériques. C'est-à-dire que ceux-ci ne se "verrouillent" pas de manière inhérente dans un état après avoir été stimulés par un signal de tension ou de courant. Pour tout signal d'entrée donné à un moment donné, un transistor présentera une réponse de sortie prévisible telle que définie par sa courbe caractéristique. Les thyristors, en revanche, sont des dispositifs à semi-conducteurs qui ont tendance à rester « allumés » une fois allumés, et ont tendance à rester « éteints » une fois éteints. Un événement momentané est capable de faire basculer ces appareils dans leur état activé ou désactivé, où ils resteront ainsi seuls, même après que la cause du changement d'état aura été supprimée. En tant que tels, ils ne sont utiles que comme dispositifs de commutation marche/arrêt, un peu comme un interrupteur à bascule, et ne peuvent pas être utilisés comme amplificateurs de signaux analogiques.

Les thyristors sont construits en utilisant la même technologie que les transistors à jonction bipolaire et peuvent en fait être analysés comme des circuits constitués de paires de transistors. Comment alors, un dispositif hystérique (un thyristor) peut-il être fabriqué à partir de dispositifs non hystériques (transistors) ? La réponse à cette question est une rétroaction positive, également appelée rétroaction régénérative. Comme vous devez vous en souvenir, la rétroaction est la condition dans laquelle un pourcentage du signal de sortie est « réinjecté » à l'entrée d'un appareil d'amplification. La rétroaction négative ou dégénérative entraîne une diminution du gain de tension avec des augmentations de la stabilité, de la linéarité et de la bande passante. La rétroaction positive, en revanche, entraîne une sorte d'instabilité où la sortie de l'amplificateur a tendance à « saturer ». Dans le cas des thyristors, cette tendance à la saturation équivaut à ce que l'appareil "veuille" rester allumé une fois allumé, et éteint une fois éteint.

Dans ce chapitre, nous allons explorer plusieurs types de thyristors, dont la plupart proviennent d'un seul circuit de base à deux transistors. Avant cela, cependant, il serait intéressant d'étudier le prédécesseur technologique des thyristors :les tubes à décharge gazeuse.

FICHE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Fiche de travail sur les thyristors