Les thyristors ne sont généralement pas utilisés comme amplificateurs en raison de leurs caractéristiques de commutation inhérentes plutôt que de leurs capacités d’amplification linéaire. Contrairement aux transistors, qui peuvent amplifier de petits signaux de manière linéaire, les thyristors sont principalement conçus pour les applications de commutation où ils fonctionnent dans un état « passant » ou « bloqué ». Leur fonctionnement est contrôlé en déclenchant la grille pour initier la conduction, et une fois allumés, ils restent conducteurs jusqu’à ce que le courant qui les traverse tombe en dessous d’un certain seuil ou jusqu’à ce que la tension à leurs bornes s’inverse. Ce comportement de commutation binaire rend les thyristors inadaptés à l’amplification de signaux au même titre que les transistors, qui peuvent moduler leur conductivité proportionnellement au signal d’entrée.
Les thyristors, en particulier les redresseurs contrôlés par silicium (SCR), ne sont généralement pas préférés pour les applications d’onduleurs pour plusieurs raisons. Premièrement, les SCR ne peuvent conduire le courant que dans un seul sens, ce qui les rend principalement adaptés au redressement plutôt qu’à la conversion bidirectionnelle de tension alternative requise dans les onduleurs. De plus, les SCR ont une caractéristique appelée « verrouillage » : une fois allumés, ils continuent à conduire jusqu’à ce que le courant qui les traverse descende en dessous d’un niveau de courant de maintien ou que la tension alternative inverse la polarité. Ce comportement de verrouillage n’est pas idéal pour les onduleurs, où un contrôle précis de la commutation et du flux de courant bidirectionnel est essentiel pour convertir efficacement le courant continu en courant alternatif.
Plusieurs inconvénients sont associés aux thyristors. Un inconvénient majeur est leur incapacité à s’éteindre d’eux-mêmes une fois mis en conduction. Contrairement aux transistors, qui peuvent être désactivés en contrôlant le courant de base, les thyristors nécessitent des moyens externes (tels que réduire le courant en dessous d’un niveau de courant de maintien ou inverser la polarité de la tension) pour être désactivés. Cette caractéristique limite leur application dans les circuits nécessitant une commutation rapide ou un contrôle précis de la puissance délivrée. De plus, les thyristors peuvent être susceptibles de surchauffer et de tomber en panne s’ils sont soumis à des conditions de surintensité ou à une dissipation thermique inadéquate. Leur vitesse de commutation est également plus lente que celle des dispositifs semi-conducteurs modernes tels que les MOSFET ou les IGBT, ce qui limite leur utilisation dans les applications de commutation haute fréquence.
Une défaillance des thyristors peut être causée par plusieurs facteurs, notamment des conditions de surtension ou de surintensité dépassant les valeurs nominales de l’appareil, une dissipation thermique inadéquate entraînant un emballement thermique ou des signaux de déclenchement inappropriés provoquant un fonctionnement irrégulier. Les conditions de surintensité peuvent provoquer des contraintes thermiques, entraînant des dommages permanents ou la destruction du thyristor. De même, les pointes de tension ou les transitoires au-delà de la tension nominale du thyristor peuvent provoquer une rupture ou une perforation des jonctions semi-conductrices. Des signaux de déclenchement inappropriés, tels qu’un timing ou une amplitude incorrecte de l’impulsion de porte, peuvent entraîner une commutation peu fiable ou une mise sous tension incomplète, entraînant des inefficacités ou des dysfonctionnements dans le circuit.
Les redresseurs contrôlés par silicium (SCR), un type de thyristor, ne conviennent généralement pas aux applications d’onduleurs en raison de leur incapacité à contrôler le flux de courant de manière bidirectionnelle et de leur comportement de verrouillage une fois activés. Les onduleurs nécessitent des dispositifs semi-conducteurs capables de basculer rapidement entre les états activé et désactivé pour générer un courant alternatif à partir d’une source de courant continu. Les SCR, une fois mis en conduction, continuent de conduire jusqu’à ce que le courant qui les traverse tombe en dessous d’un certain niveau ou que la polarité de la tension s’inverse, ce qui les rend peu pratiques pour les circuits inverseurs qui nécessitent un contrôle précis de la commutation et du flux de courant bidirectionnel. Les dispositifs à semi-conducteurs tels que les MOSFET (transistors à effet de champ à oxyde métallique) ou les IGBT (transistors bipolaires à grille isolée) sont des commutateurs inverseurs préférés en raison de leur capacité à commuter de manière bidirectionnelle et de leurs vitesses de commutation plus rapides, qui contribuent à une efficacité et une fiabilité plus élevées de l’alimentation CA. demandes de conversion.