SCR

SCR (Silicon Controlled Rectifier) เป็นไทริสเตอร์ประเภทหนึ่ง ซึ่งเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบโซลิดสเตตที่ใช้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นหลัก ในทางโครงสร้าง SCR ประกอบด้วยวัสดุชนิด p และชนิด n (PNPN) สี่ชั้นสลับกัน โดยประกอบด้วยจุดเชื่อมต่อสามจุดและขั้วต่อสามขั้ว ได้แก่ ขั้วบวก (A) ซึ่งเป็นจุดที่กระแสไฟฟ้าเข้าสู่ตัวอุปกรณ์ ขั้วลบ (K) ซึ่งเป็นจุดที่กระแสไฟฟ้าออก และเกต (G) ซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วต่อควบคุม ในสถานะเริ่มต้น SCR จะปิดและบล็อกการไหลของกระแสไฟฟ้าแม้ว่าจะมีการใช้แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าข้ามขั้วบวกและขั้วลบก็ตาม มันจะเปิดเฉพาะเมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยไปที่ขั้วเกต และจะทำงานจนกว่ากระแสไฟฟ้าจะลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด (กระแสคงที่) การใช้แรงดันย้อนกลับจะช่วยบล็อกการนำไฟฟ้าเพิ่มเติม แต่จะไม่ปิด SCR โดยอิสระ

อุปกรณ์ทำงานในโหมดที่แตกต่างกันหลายโหมดซึ่งจะกำหนดพฤติกรรมการสลับของมัน ในโหมดการบล็อคไปข้างหน้า แรงดันไฟฟ้าบวกจะถูกใช้กับขั้วบวกที่สัมพันธ์กับขั้วลบ แต่จะไม่มีการนำไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากสัญญาณเกตไม่มีอยู่หรือไม่เพียงพอ ในโหมดการบล็อคแบบย้อนกลับ แรงดันไฟฟ้าเชิงลบจะถูกใช้กับแคโทด เพื่อป้องกันการนำไฟฟ้าในทิศทางย้อนกลับ เมื่อมีการใช้สัญญาณเกตเพียงพอในโหมดการบล็อคไปข้างหน้า SCR จะเข้าสู่โหมดการนำไปข้างหน้า โดยอนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบและคงอยู่ในสถานะนี้จนกว่ากระแสไฟฟ้าจะลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่คงไว้

พารามิเตอร์ไฟฟ้าที่สำคัญหลายประการจะกำหนดพฤติกรรมและประสิทธิภาพของ SCR กระแสกระตุ้นเกต (IGT) และแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นเกต (VGT) จะต้องเกินค่าขั้นต่ำที่กำหนดเพื่อเริ่มการนำไฟฟ้า กระแสการล็อก (IL) คือกระแสขั้นต่ำที่จำเป็นในการกระตุ้นให้ SCR ทำงาน เมื่อ SCR ดำเนินการแล้ว กระแสคงตัว (IH) จะเป็นกระแสขั้นต่ำที่จำเป็นเพื่อรักษาการนำไฟฟ้านั้นไว้ หากกระแสลดลงต่ำกว่าระดับนี้ SCR จะปิดลง เวลาปิดเครื่อง (TOFF) หมายถึงเวลาที่ SCR ใช้หยุดดำเนินการหลังจากสัญญาณเกตถูกลบออกและกระแสลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่ยึดไว้ ปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้คืออัตราการเพิ่มวิกฤตของแรงดันไฟฟ้าขณะปิดสถานะ (dv/dt) หากแรงดันไฟฟ้าข้าม SCR เพิ่มขึ้นเร็วเกินไปในสถานะปิด อาจทำให้เกิดการนำไฟฟ้าโดยไม่ได้ตั้งใจโดยไม่มีสัญญาณเกต

เมื่อเลือก SCR สำหรับการใช้งานเฉพาะ จะต้องพิจารณาปัจจัยสำคัญหลายประการ แรงดันไฟเบรกโอเวอร์จะกำหนดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ SCR สามารถบล็อกได้ในขณะที่อยู่ในสถานะปิด ในขณะที่ค่าแรงดันไฟฟ้าแบบย้อนกลับจะมีความสำคัญเป็นพิเศษหากจะใช้ SCR ในวงจรที่ขั้วแรงดันไฟฟ้าอาจเปลี่ยนแปลงได้ การใส่ใจอย่างเหมาะสมต่อกระแสยึด ข้อกำหนดของทริกเกอร์เกต และการจัดการความร้อนก็มีความสำคัญเช่นกัน SCR เช่นเดียวกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงทั้งหมด จะสร้างความร้อนในระหว่างการทำงานและอาจต้องมีการระบายความร้อนที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียหายหรือความล้มเหลวเนื่องจากความร้อน สำหรับผู้ใช้ที่ต้องการควบคุมโหลดหนักหรือแปลงไฟ AC เป็นไฟ DC อย่างแม่นยำ SCR นำเสนอโซลูชันที่เชื่อถือได้และทนทานซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการใช้งานทางอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์มากมาย