실리콘 제어 정류기란 무엇인가

SCR(실리콘 제어 정류기)은 다양한 전자 회로 및 장치에서 스위치로 사용되는 전자 부품입니다. 3개의 단자로 구성되어 회로에 흐르는 전류의 크기와 방향을 제어합니다. 조명 회로 제어, 모터 속도 제어, 고전력 송전선 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

실리콘은 다양한 반도체 부품 제작에 일반적으로 사용되며, SCR 또한 이 소재로 제작됩니다. 주로 정류 회로, 즉 교류를 직류로 변환하는 데 사용되므로 제어 정류기라고 합니다. 이 튜토리얼에서는 SCR의 작동 방식, 특징, 응용 분야 및 기타 기능에 대해 살펴보겠습니다. 시작해 보겠습니다.

실리콘 제어 정류기란 무엇입니까?

SCR은 회로에서 교류 또는 직류 전류를 제어하는 스위치로 사용되는 반도체 소자입니다. PNPN 조합으로 구성된 4층 구조를 가지고 있습니다. 이 PNPN에는 3개의 PN층이 있습니다. SCR의 설계는 단자에 전원이 연결되지 않으면 개방 스위치로 작동하도록 되어 있습니다. 전원의 양극 리드가 SCR의 게이트 단자에 연결되면 작은 전류가 흐르면서 SCR이 작동하여 전류가 흐릅니다. 전류는 전원이 차단될 때까지 계속 흐릅니다. SCR은 처음에… 제너럴 일렉트릭(GE) 1957년에 처음 개발되었습니다. 당시에는 SCR 또는 실리콘 제어 정류기로 알려져 있었습니다. 사이리스터라고도 불렸습니다.

SCR은 무엇의 약자인가요?

SCR은 실리콘 제어 정류기를 의미하며, 4층 반도체 소재로 구성된 장치입니다.

다양한 유형 및 패키지의 SCR

개별 플라스틱:

매우 일반적으로 사용되는 SCR 유형으로, 플라스틱 코팅된 반도체 소재로 구성된 3개의 핀아웃을 가지고 있습니다. 이 SCR은 평면형 디자인을 가지고 있으며 다른 유형보다 비용이 저렴합니다. 25V에서 1000V까지의 애플리케이션에 사용됩니다. 연결 공간이 넓어 회로 구성 요소가 더 큽니다.

플라스틱 모듈:

여러 개의 장치가 내장되어 있으며, 전류 범위는 약 100암페어이고, 개별 플라스틱 타입과 동일한 기능을 제공합니다. 방열판을 볼트로 고정하여 인쇄 회로 기판에 연결합니다.

보도자료:

이 유형의 SCR은 200A 이상의 전류와 1200V 이상의 전압을 갖는 고전류 프로젝트에 사용됩니다. 내부 구조는 세라믹 케이싱으로 변환되었으며, 양극과 음극 사이에는 절연 또는 분리 구조가 있습니다.

스터드 베이스:

스터드 베이스 SCR 나사식 받침대가 포함되어 있으며, 전체 전압 범위를 통해 150~XNUMX암페어의 전류를 지원합니다. 열 저항이 낮아 열을 효율적으로 방출할 수 있습니다. 방열판에 기계적으로 부착되어 있어 제거하기가 더 어렵습니다.

플랫 베이스:

절연체를 사용하여 방열판과 분리되어 있으며, 스터드 베이스 SCR과 유사한 기능을 제공합니다. 전류 범위는 10~400A입니다.

SCR의 특성

SCR의 VI 특성을 찾기 위해 순방향 차단, 순방향 전도 영역, 역방향 차단 영역의 3개 작동 영역이 사용됩니다.

그래프의 음수 쪽에서 볼 수 있듯이 역방향 차단 모드에서는 역방향으로 작은 누설 전류가 흐릅니다.

순방향 차단 모드에서는 애노드가 양의 전원에 연결되고 캐소드는 음의 전원에 연결됩니다. 결과적으로, 작은 누설 전류가 SCR을 양의 방향으로 흐르고 그래프는 양의 방향을 나타냅니다.

SCR은 파괴 전압이라고 하는 특정 전압 레벨에 도달하면 전도 모드에 들어가 높은 전류가 흐릅니다.

그래프의 게이트 전류는 I1, I2, I3에 할당되며, 높은 게이트 전류의 경우 높은 전도는 SCR이 됩니다.

SCR 기호는 무엇입니까?

실리콘 정류기의 상징적 표현은 다이오드와 같습니다. 즉, 다이오드와 캐소드와 유사한 다이오드에 추가 단자 게이트가 있다는 뜻입니다. SCR은 전류가 한 방향으로 흐르고 반대 방향으로 흐르면 멈춥니다. 세 개의 단자는 각각 A, K, G로 표시되는 애노드, 캐소드, 게이트입니다. 게이트 단자는 제어점으로 사용되며 SCR의 켜짐/꺼짐 상태를 결정합니다.

SCR은 어떻게 구성되나요?

위에서 언급했듯이 SCR은 PNPN 또는 NPNP와 결합될 수 있는 4개의 층을 가지고 있다고 설명했습니다. 이 3개 층에는 J1, J2, J3으로 표시되는 XNUMX개의 PN 접합이 있습니다. 양극은 양극인 P층이고, 음극은 음극인 N층입니다. 게이트는 SCR을 제어하는 데 사용됩니다.

3개의 전극을 가진 P층과 N층은 고농도로 도핑되고, 중간 P층과 N층은 저농도로 도핑되며, 게이트는 P층으로 구성됩니다. SCR은 메사(Mesa), 플래너(Planar), 프레스팩(Press Pack)의 세 가지 구조로 제공됩니다.

SCR은 어떻게 작동하나요?

SCR은 다이오드와 유사하게 동작합니다. 즉, 전류는 순방향으로 흐르고 역방향으로는 차단됩니다. 고전압을 처리하는 특징이 있습니다.

게이트는 애노드에서 양의 순방향 전류의 흐름을 제어합니다. 게이트에 짧은 펄스를 인가하면 SCR이 애노드와 캐소드 사이에서 작동합니다. 결과적으로 SCR이 꺼지면 애노드 전류 흐름은 0이 됩니다. 다시 말해, 전압 게이트의 상태는 또 다른 펄스를 받습니다.

SCR에는 3가지 주요 작동 모드가 있습니다.

전방 차단 모드

● 양전압은 양극에 연결되고 음전압은 음극에 연결됩니다. 순방향 차단 모드에서는 J1과 J3이 순방향 바이어스되고 J2는 역방향 바이어스됩니다. 이는 게이트가 도통을 트리거할 때까지 전류가 흐르지 않도록 합니다.

순방향 전도 모드

● 이 모드에서는 SCR이 온(on) 상태로 동작합니다. SCR의 전도에는 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 항복 전압보다 높은 순방향 바이어스 전압을 인가하거나 게이트 단자에 양의 전원을 공급하는 것입니다.

역방향 차단 모드

● 배터리의 양극 단자는 SCR의 양극과 음극으로 구성됩니다. 전압이 인가되면 J1과 J3 접합은 역방향 바이어스로 작동하고 J2는 순방향 바이어스로 작동합니다.

5. 제어 정류기의 응용

● 정류기로 사용되며 AC에서 DC로 변환합니다.

● 고전력 처리 및 전류 회로에 사용되며 저전압에서 쉽게 꺼집니다.

● 전원 회로, 모터 속도 제어기에 사용됩니다.

● 전압 조정 회로에서 작동 중인 장치에 일정한 전압을 제공하는 데 사용됩니다.

SCR은 현재 다양한 전자 프로젝트 및 회로에 사용되는 중요한 반도체 소자입니다. 전력 처리 회로의 주요 부품으로 주로 전기 시스템에 사용됩니다. 또한 과전압으로 작동하는 부품을 관리하는 데 사용되며 주로 정류기에 사용됩니다. SCR은 전압 작동이 필요하며, 3가지 모드 때문에 회로에서 작동하기에는 복잡한 소자입니다. SCR은 DIAC이나 TRIAC과 같은 사이리스터 계열의 소자에 비해 주로 사용됩니다. 높은 전류 처리 특성 덕분에 용접 장치나 대형 인버터와 같이 높은 전류가 필요한 분야에 적합합니다.