সিলিকন কন্ট্রোল রেক্টিফায়ার কী?

SCR, অথবা সিলিকন-নিয়ন্ত্রিত রেক্টিফায়ার, একটি ইলেকট্রনিক উপাদান যা বিভিন্ন ইলেকট্রনিক সার্কিট এবং ডিভাইসে সুইচ হিসেবে ব্যবহৃত হয়। এটি 3টি টার্মিনাল দিয়ে তৈরি যা সার্কিটে প্রবাহিত কারেন্টের মাত্রা এবং দিক নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে। এর সাধারণ ব্যবহার বিভিন্ন সার্কিটের জন্য শিল্পে, যেমন আলোর সার্কিট নিয়ন্ত্রণ, মোটর গতি নিয়ন্ত্রণ এবং উচ্চ-শক্তি ট্রান্সমিশন লাইনের জন্য।

সিলিকন সাধারণত বিভিন্ন সেমিকন্ডাক্টর উপাদান তৈরিতে ব্যবহৃত হয় এবং SCRও এই উপাদান দিয়ে তৈরি করা হয়। এটি মূলত রেক্টিফায়ার সার্কিটের জন্য ব্যবহৃত হয়, যার অর্থ AC থেকে DC রূপান্তর, তাই এটি একটি নিয়ন্ত্রিত রেক্টিফায়ার হিসাবে পরিচিত। এই টিউটোরিয়ালে, আমরা এর কার্যকারিতা, বৈশিষ্ট্য, প্রয়োগ এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ে আলোচনা করব। শুরু করা যাক।

সিলিকন কন্ট্রোল রেক্টিফায়ার কী?

SCR হল একটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা সার্কিটে AC বা DC প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি সুইচ হিসেবে ব্যবহৃত হয়। এর একটি 4-স্তর কাঠামো রয়েছে যা PNPN সংমিশ্রণ হিসাবে কনফিগার করা হয়েছে। এই PNPN-তে, 3টি PN স্তর রয়েছে। এর নকশা এমন যে যখন কোনও পাওয়ার সাপ্লাই এর টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে না, তখন এটি একটি খোলা সুইচ হিসেবে কাজ করে। যদি পাওয়ার সোর্সের ধনাত্মক লিড SCR-এর গেট টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত থাকে, তাহলে একটি ছোট কারেন্টের ফলে, SCR কাজ শুরু করে এবং এর মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়। বিদ্যুৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন না হওয়া পর্যন্ত কারেন্ট প্রবাহিত হতে থাকে। SCR প্রথম তৈরি করেছিলেন জেনারেল ইলেকট্রিক (জিই) ১৯৫৭ সালে। সেই সময়ে, এটি একটি SCR বা সিলিকন-নিয়ন্ত্রিত রেক্টিফায়ার নামে পরিচিত ছিল; এটি একটি থাইরিস্টর নামেও পরিচিত ছিল।

SCR বলতে কী বোঝায়?

SCR হল সিলিকন-নিয়ন্ত্রিত রেক্টিফায়ার, এবং এটি একটি চার-স্তর বিশিষ্ট সেমিকন্ডাক্টর উপাদান-কনফিগার করা ডিভাইস।

SCR-এর বিভিন্ন প্রকার এবং প্যাকেজ

বিচ্ছিন্ন প্লাস্টিক:

এটি একটি খুব সাধারণ ধরণের SCR এবং এতে 3টি পিনআউট রয়েছে যা প্লাস্টিক-কোটেড সেমিকন্ডাক্টর উপাদান দিয়ে তৈরি। এই SCR-এর প্ল্যানার ডিজাইন রয়েছে এবং অন্যান্য ধরণের তুলনায় এর দাম কম। এটি 25-ভোল্ট থেকে 1000-ভোল্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এতে সংযোগের জন্য জায়গা রয়েছে, তাই সার্কিটের উপাদানগুলি বড়।

প্লাস্টিক মডিউল:

এটি একাধিক ডিভাইসের সাথে আসে, এর কারেন্ট রেঞ্জ প্রায় ১০০ অ্যাম্পিয়ার এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি একটি ডিসক্রিট প্লাস্টিক টাইপের মতোই। এটি হিটসিঙ্ক বোল্ট করে একটি প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের সাথে সংযুক্ত থাকে।

প্রেস প্যাক:

এই ধরণের SCR উচ্চ-কারেন্ট প্রকল্পের জন্য ব্যবহৃত হয় যেমন ২০০ অ্যাম্পিয়ার বা তার বেশি কারেন্ট এবং ১২০০ ভোল্ট বা তার বেশি ভোল্টেজ মান। এর অভ্যন্তরীণ কাঠামো সিরামিক কেসিং দিয়ে রূপান্তরিত হয় এবং ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে বিচ্ছেদ বা অন্তরণ থাকে।

স্টাড বেস:

স্টাড-বেস এসসিআর স্ক্রু করা বেস সহ আসে এবং সম্পূর্ণ ভোল্টেজ পরিসর ব্যবহারের মাধ্যমে পাঁচ থেকে ১৫০ অ্যাম্পিয়ার কারেন্ট সমর্থন করে। এগুলির তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা কম এবং তারা দক্ষতার সাথে তাপ অপচয় করতে পারে। এগুলি হিটসিঙ্কের সাথে যান্ত্রিকভাবে সংযুক্ত থাকে, যার ফলে এগুলি অপসারণ করা আরও কঠিন হয়ে পড়ে।

সমতল ভিত্তি:

এটি হিটসিঙ্ক থেকে আলাদা করে ইনসুলেশন ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি স্টাড-বেস SCR এর মতো। এর বর্তমান পরিসর 10 থেকে 400A।

এসসিআর-এর বৈশিষ্ট্য

SCR এর VI বৈশিষ্ট্যগুলি খুঁজে বের করার জন্য, 3টি অপারেটিং অঞ্চল ব্যবহার করা হয়: ফরোয়ার্ড ব্লক, ফরোয়ার্ড কন্ডাকশন অঞ্চল এবং রিভার্স ব্লক অঞ্চল।

রিভার্স ব্লকিং মোডের জন্য বিপরীত দিকে প্রবাহিত একটি ছোট লিকেজ কারেন্ট রয়েছে যা গ্রাফের নেতিবাচক দিকে দেখা যায়।

ফরোয়ার্ড ব্লকিং মোডের জন্য, অ্যানোডটি ধনাত্মক সরবরাহ সংযুক্ত থাকে এবং ক্যাথোডটি ঋণাত্মক থাকে। ফলস্বরূপ, একটি ছোট লিকেজ কারেন্ট SCR এর মধ্য দিয়ে ধনাত্মক দিকে যায় এবং গ্রাফটি ধনাত্মক দিকে থাকে।

একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ স্তরে পৌঁছানোর পর, যা ব্রেকডাউন ভোল্টেজ নামে পরিচিত, SCR উচ্চ কারেন্ট প্রবাহ সহ পরিবাহী মোডে থাকে।

গ্রাফে গেট কারেন্ট I1, I2, এবং I3 এর জন্য নিবেদিত, এবং উচ্চ গেট কারেন্টের জন্য, উচ্চ পরিবাহিতা SCR হবে।

SCR প্রতীক কী?

সিলিকন রেক্টিফায়ারের প্রতীকী উপস্থাপনা একটি ডায়োডের মতো। এর অর্থ হল এতে একটি ডায়োড এবং ক্যাথোডের মতো ডায়োড রয়েছে যার সাথে অতিরিক্ত টার্মিনাল গেট রয়েছে। SCR কারেন্টকে এক দিকে প্রবাহিত করতে দেয় এবং বিপরীত দিকে থেমে যায়। এর 3টি টার্মিনাল হল অ্যানোড, ক্যাথোড এবং গেট, যা যথাক্রমে A, K এবং G হিসাবে চিহ্নিত করা হয়। গেট টার্মিনালগুলি নিয়ন্ত্রণ বিন্দু হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং SCR-এর উপর বা বাইরে থাকে।

SCR-এর নির্মাণ কী?

উপরে উল্লিখিত হিসাবে, আমরা আলোচনা করেছি যে SCR-এর 4টি স্তর রয়েছে যা PNPN বা NPNP-এর সাথে মিলিত হতে পারে। এই চারটি স্তরে, 3টি PN জংশনকে J1, J2 এবং J3 হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। এর অ্যানোড হল একটি ধনাত্মক টার্মিনাল, অর্থাৎ P স্তর, এবং ক্যাথোড হল একটি ঋণাত্মক ইলেকট্রোড, অর্থাৎ N স্তর। SCR নিয়ন্ত্রণের জন্য গেট ব্যবহার করা হয়।

এর P এবং N স্তরগুলিতে 3টি ইলেক্ট্রোড অত্যন্ত ডোপড থাকে, এবং মাঝের P এবং N স্তরগুলিতে কম ডোপড থাকে এবং গেটটি P স্তর দিয়ে কনফিগার করা থাকে। একটি SCR 3 ধরণের নির্মাণের সাথে আসে: মেসা, প্ল্যানার এবং প্রেস প্যাক।

একটি SCR কিভাবে কাজ করে?

SCR একটি ডায়োডের মতো কাজ করে, যার অর্থ এটি কারেন্টকে সামনের দিকে প্রবাহিত করতে এবং বিপরীত দিকে ব্লক করতে দেয়। এতে উচ্চ ভোল্টেজ পরিচালনা করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

এর গেটটি অ্যানোডে ধনাত্মক ফরোয়ার্ড কারেন্টের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। গেটে একটি ছোট পালস প্রয়োগের ফলে SCR অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে কাজ করতে পারে। ফলস্বরূপ, SCR বন্ধ থাকলে অ্যানোড কারেন্ট প্রবাহ শূন্য হয়ে যায়। আবার, ভোল্টেজ গেটের অবস্থা আরেকটি পালস পায়।

SCR-এর পরিচালনার 3টি প্রধান কার্যপদ্ধতি রয়েছে।

ফরোয়ার্ড ব্লকিং মোড

● ধনাত্মক ভোল্টেজ অ্যানোডের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং ক্যাথোডে ঋণাত্মক থাকে। ফরোয়ার্ড ব্লকিং মোডে, J1 এবং J3 ফরোয়ার্ড-বায়াসড এবং J2 রিভার্স-বায়াসড। এটি গেট পরিবাহী চালু না হওয়া পর্যন্ত কারেন্ট প্রবাহিত হতে বাধা দেয়।

ফরোয়ার্ড কন্ডাকশন মোড

● এই মোডে, SCR চালু অবস্থায় থাকবে এবং কাজ করবে। SCR সঞ্চালনের জন্য দুটি পদ্ধতি রয়েছে। প্রথমটি হল ব্রেকডাউন বা গেট টার্মিনালে ধনাত্মক সরবরাহ প্রদানের তুলনায় উচ্চতর ফরোয়ার্ড-বায়াসড ভোল্টেজ।

বিপরীত ব্লকিং মোড

● ব্যাটারির পজিটিভ টার্মিনালে একটি ক্যাথোড এবং SCR এর অ্যানোডের সাথে ঋণাত্মক টার্মিনালে থাকে। যখন ভোল্টেজ প্রদান করা হয়, তখন J1 এবং J3 জংশনগুলি বিপরীত পক্ষপাতী হিসেবে কাজ করে এবং J2 ফরোয়ার্ড পক্ষপাতী হিসেবে কাজ করে।

৫. নিয়ন্ত্রিত রেক্টিফায়ারের প্রয়োগ

● এটি একটি সংশোধনকারী হিসেবে ব্যবহৃত হয় এবং AC থেকে DC রূপান্তরে স্যুইচ করা হয়।

● এটি উচ্চ-শক্তি পরিচালনা এবং কারেন্ট সার্কিটের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং কম ভোল্টেজের সাথে সহজেই বন্ধ হয়ে যায়।

● এটি পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিট এবং মোটর স্পিড কন্ট্রোলারে ব্যবহৃত হয়।

● এটি ভোল্টেজ রেগুলেটর সার্কিটের জন্য ব্যবহৃত হয় যাতে ডিভাইসটি কাজ করার জন্য ধ্রুবক ভোল্টেজ প্রদান করে।

SCR এখন একটি গুরুত্বপূর্ণ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা বিভিন্ন ইলেকট্রনিক প্রকল্প এবং সার্কিটের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি পাওয়ার-হ্যান্ডলিং সার্কিটের প্রধান উপাদান এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক সিস্টেমের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি ওভারভোল্টেজ থেকে কাজ করা উপাদানগুলি পরিচালনা করার জন্যও ব্যবহৃত হয় এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে রেক্টিফায়ারগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এটির ভোল্টেজের কাজ প্রয়োজন ছিল এবং এর 3টি মোড এটিকে সার্কিটে কাজ করার জন্য একটি জটিল ডিভাইস করে তোলে। DIAC বা TRIAC এর মতো থাইরিস্টর গ্রুপের সদস্যদের তুলনায় SCR বেশিরভাগ ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। এর উচ্চ কারেন্ট হ্যান্ডলিং বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করতে সহায়তা করে যেখানে উচ্চ কারেন্ট জড়িত, যেমন ওয়েল্ডিং ডিভাইস এবং বড় ইনভার্টার।