أساسيات إلكترونيات القدرة (Power Semiconductor Basics)

بطاقات تعليمية تغطي مفاهيم أجهزة أشباه موصلات القدرة، المقومات، الثايرستورات، المحولات والعواكس بناءً على مادة المحاضرة.

مفتاح غير محكوم (Uncontrolled Switch)

مفتاح إلكتروني لا يمكن التحكم في لحظة تشغيله أو إطفائه بواسطة إشارة خارجية، وأبرز مثال عليه هو الموحد (Diode).

مفتاح كامل التحكم (Fully Controlled Switch)

مفتاح يمكن تشغيله وإطفاؤه عن طريق إشارة التحكم، مثل MOSFET و IGBT و BJT.

مفتاح شبه محكوم (Semi-controlled Switch)

مفتاح يمكن تشغيله بواسطة إشارة تحكم (بوابة) ولكن لا يمكن إطفاؤه بها، مثل الثايرستور (SCR).

تقويم التيار (Rectification)

العملية الأساسية التي تقوم بها موحدات القدرة لتحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر (DC).

الانحياز الأمامي (Forward Bias)

الحالة التي يكون فيها المصعد (Anode) موجباً بالنسبة للمهبط (Cathode)، مما يسمح بمرور التيار.

جهد الركبة (Knee Voltage)

الجهد التقريبي الذي يبدأ عنده ديود السيليكون بالتوصيل، ويساوي تقريباً $0.7\,V$.

الانحياز العكسي (Reverse Bias)

الحالة التي يعمل فيها الموحد كمفتاح مفتوح (Open Switch) ولا يمر تيار، حيث يكون المهبط موجباً بالنسبة للمصعد.

موحد شوتكي (Schottky Diode)

موحد يتميز بسرعة تشغيل عالية جداً وهبوط جهد منخفض في حالة التوصيل يصل إلى حوالي $0.6\,V$.

أقصى جهد عكسي (PIV)

اختصار لـ Peak Inverse Voltage، وهو أقصى جهد يمكن للموحد تحمله في الاتجاه العكسي دون أن ينهار.

دائرة السنابر (Snubber Circuit)

دائرة حماية تستخدم لحماية الموحدات والثايرستورات من الارتفاعات المفاجئة في الجهد (Voltage transients) أو تغيرات $dv/dt$.

الثايرستور (SCR)

مختصر للموحد السيليكوني المحكوم، وهو جهاز له ثلاثة أطراف: المصعد، المهبط، والبوابة (Gate).

تيار الإمساك (Holding Current)

الحد الأدنى للتيار اللازم للحفاظ على الثايرستور (SCR) في حالة التشغيل (ON).

تيار التشبيك (Latching Current)

الحد الأدنى لتيار البوابة المطلوب لتحويل الثايرستور من حالة الإيقاف إلى حالة التشغيل.

التراياك (TRIAC)

جهاز إلكتروني قادر على التوصيل في كلا الاتجاهين، ويشيع استخدامه في تطبيقات تنظيم الإضاءة (Light dimmers).

الترانزستور ثنائي القطب (BJT)

جهاز يتم التحكم فيه عن طريق التيار (Current-controlled device)، وفي حالة التشغيل يكون $V_{CE}$ قريباً من الصفر.

ترانزستور الأثر المجالي (MOSFET)

جهاز يتم التحكم فيه عن طريق الجهد (Voltage-controlled device)، وتحديداً عبر جهد البوابة-المصدر ($V_{GS}$).

الترانزستور ثنائي القطب ذو البوابة المعزولة (IGBT)

جهاز يجمع بين سهولة تحكم MOSFET (بوابة معزولة) وقدرة BJT العالية، ويستخدم بكثرة في تطبيقات التحكم بالمحركات.

ثايرستور الإطفاء عبر البوابة (GTO)

نوع من الثايرستورات يمكن إطفاؤه عن طريق تطبيق تيار بوابة سالب (Negative gate current).

الثايرستور المحكوم عبر الموُسفت (MCT)

جهاز يجمع بين تحكم بوابة MOSFET وخصائص قدرة الثايرستور، ويتميز بدوائر قيادة بوابة بسيطة.

محول خفض الجهد (Buck Converter)

محول تيار مستمر يقلل الجهد، حيث يعتمد الخرج على نسبة التشغيل (Duty Cycle) وفق المعادلة $V_o = D \times V_s$.

محول رفع الجهد (Boost Converter)

محول تيار مستمر يرفع جهد الخرج ليكون أعلى من جهد الدخل، وفق المعادلة $V_o = \frac{V_s}{1-D}$.

عاكس مصدر الجهد (VSI)

نوع من العواكس مدخله جهد مستمر ثابت، يستخدم مكثفاً على التوازي في المدخل للتحكم في جهد الخرج.

عاكس مصدر التيار (CSI)

نوع من العواكس مدخله تيار مستمر ثابت، يستخدم ملفاً كبيراً على التوالي في المدخل للتحكم في تيار الخرج.

تعديل عرض النبضة (PWM)

أفضل تقنيات التحكم في العواكس لأنها تقلل من التوافقيات (Harmonics) وتتحكم في الجهد والتردد معاً.