현대 전력 전자 장치는 진정으로 사이리스터의 출현과 함께 시작되었습니다. 사이리스터는 실리콘 제어 정류기 또는 SCR이라고도합니다. 이들은 4 층 및 3 단자 반도체 장치입니다. 그리고 사이리스터는 단방향 장치입니다.

실리콘 제어 정류기는 일반적으로 고전압과 결합 된 고전력을 제어하는 데 사용되는 반도체 장치입니다. 따라서 이러한 장치는 고전압 AC 전력 제어 시스템, 램프 조광기 회로, 레귤레이터 회로 등에 적용됩니다. SCR은 고전압 DC 전력 전송에서 고전력 AC의 정류에도 적용됩니다. SCR은 사이리스터 제품군에 속하며 실제로 SCR이라는 이름은 General Electrics의 사이리스터의 상품명입니다.

SCR은 N 및 P 유형 재료가 교대로 사용되는 4 층 장치입니다. SCR은 PNPN 또는 NPNP 구조를 형성하는 4 층의 반도체로 구성됩니다. 실리콘은 적절한 도펀트가 추가되는 고유 반도체로 사용됩니다. 양극, 음극 및 게이트라는 세 개의 단자가 있습니다. 음극은 가장 많이 도핑되고 게이트와 양극은 덜 도핑됩니다. 중앙 N 형 층은 약간만 도핑되며 다른 층보다 두껍기 때문에 높은 차단 전압을 지원할 수 있습니다.

SCR에는 J1, J2 및 J3의 세 가지 접합이 있습니다. 양극은 PNPN 구조의 P 형 재료에 연결되고 음극은 N 형 재료에 연결됩니다. 게이트는 음극 근처의 P 형 재료에 연결됩니다.

이들은 단방향 장치이며 한 방향으로 만 전류를 전도합니다. 그것은 양극에서 음극으로입니다. SCR의 트리거는 게이트가 양의 전압을 얻을 때 발생합니다. SCR은 일반적으로 릴레이 드라이버, 배터리 충전기 등과 같은 스위칭 애플리케이션에 사용됩니다.

사이리스터에는 세 가지 기본 상태가 있습니다.

역 차단 : 이 상태에서 사이리스터는 역 바이어스 다이오드와 같은 방식으로 전류를 차단합니다.

“디지털 미터로 커패시터를 테스트하는 방법 ”

전방 차단 : 이 상태에서 사이리스터 작동 이는 일반적으로 순방향 바이어스 다이오드에 의해 전달되는 순방향 전류 전도를 차단합니다.

순방향 지휘 : 이 상태에서 사이리스터는 전도로 트리거되었습니다. 순방향 전류가 유지 전류로 알려진 임계 값 아래로 떨어질 때까지 전도 상태를 유지합니다.

사이리스터 작동

SCR- 기호

SCR은 순방향 바이어스 일 때 전도를 시작합니다. 이를 위해 음극은 음극으로 유지되고 양극은 양극 전압으로 유지됩니다. 순방향 바이어스 전압이 SCR에인가되면 접합 J1과 J3은 순방향 바이어스가되고 접합 J2는 역방향 바이어스가됩니다. 양의 전압이 게이트에 적용되면 접합 J2가 순방향 바이어스가되고 SCR이 켜집니다.

THYRISTOR

작동시 사이리스터는 NPN 및 PNP 트랜지스터가 연속적으로 연결되어 장치 내에서 포지티브 피드백 루프를 형성하는 것으로 간주 될 수 있습니다. 에미 터가 사이리스터의 음극에 연결된 트랜지스터는 NPN 장치 인 반면 에미 터가있는 트랜지스터는 사이리스터의 양극에 연결된 트랜지스터입니다. 사이리스터는 PNP 장치입니다. . 게이트는 NPN 트랜지스터의베이스에 연결됩니다. 한 트랜지스터의 출력은 두 번째 트랜지스터의 입력으로 공급되고 두 번째 트랜지스터의 출력은 다시 첫 번째 트랜지스터의 입력으로 피드백됩니다. 즉, 전류가 흐르기 시작하면 두 트랜지스터가 완전히 켜지거나 포화 될 때까지 빠르게 축적됩니다. 작은 예를 보겠습니다.

아래 회로에서 여기에서는 TYN616 사이리스터를 사용했습니다.

THYRISTOR- 회로

게이트가 열리면 사이리스터가 강하게 전도하는 최소 순방향 전압에서 세 가지 브레이크 오버 전압이 결정됩니다. 이제 대부분의 공급 전압이 부하 저항에 나타납니다. 유지 전류는 브레이크 오버가 발생할 때 열리는 최대 양극 전류 게이트입니다.
OFF 상태의 게이트가 ON 상태보다 무한 저항을 제공하면 0.010 ~ 10 범위의 매우 낮은 저항을 제공합니다.

트리거링 모드

정상 꺼짐 상태에서 SCR은 전류의 흐름을 차단하지만 게이트-캐소드 전압이 증가하고 특정 수준을 초과하면 SCR이 켜지고 트랜지스터처럼 전도됩니다. SCR의 한 가지 중요한 특징은 일단 전도되면 래치가 유지되고 게이트 전압이 제거 된 후에도 계속 전도된다는 것입니다. SCR은 장치의 유지 전류가 낮은 값으로 떨어질 때까지 켜져 있습니다. 그러나 게이트가 맥동 전압을 얻고이를 통과하는 전류가 래칭 전류보다 낮 으면 SCR은 꺼진 상태로 유지됩니다. SCR은 게이트에서 양의 전압없이 트리거 될 수 있습니다. SCR은 일반적으로 양극과 양극 레일에 연결되고 음극과 음극 레일에 연결됩니다. 양극에인가 된 전압이 증가하면 장치의 용량 성 결합이 게이트로 전하를 유도하고 SCR 트리거를 발생시킵니다. 외부 게이트 전류가없는 이러한 유형의 트리거링을 'DV / dt 트리거링'이라고합니다. 이것은 일반적으로 전원을 켤 때 발생합니다. 이를 속도 효과라고합니다.

그러나 DV / dt 트리거링은 SCR을 완전히 켜지 않으며 부분적으로 트리거 된 SCR은 많은 전력을 소비하고 장치가 손상 될 수 있습니다. DV / dt 트리거링을 방지하기 위해 스 너버 네트워크가 사용됩니다. 트리거링의 또 다른 모드는 SCR의 순방향 전압을 정격 항복 전압 이상으로 높이는 것입니다. 순방향 전압 트리거링은 게이트가 열린 상태에서 SCR 양단의 전압이 증가 할 때 발생합니다. 이를 'Avalanche Breakdown'이라고하며,이 동안 기기의 접합 2가 고장납니다. 이것은 또한 SCR을 부분적으로 켜고 장치를 손상시킵니다. 따라서 전압은 SCR의 정격 전압을 초과하지 않아야합니다.

SCR을 끄는 방법은 무엇입니까?

SCR이 켜지면 게이트 전류가 제거 된 후에도 전도 모드가됩니다. 이것이 SCR 래칭입니다. SCR은 역방향 트리거를 통해 끌 수 있습니다. 게이트에 음의 전압을 적용하여 수행 할 수 있습니다. 이 장치는 양극 전류를 제거하거나 일시적으로 게이트와 음극을 단락시켜 스위치를 끌 수도 있습니다.