통찰력 전기 : 실리콘 제어 정류기 마스터 링 (SCRS)
2024-05-24 6166

SCRS (Silicon-Controlled Recondifiers)는 현대 전자 제품의 효율적인 전력 제어 스위치로 작동합니다.그들은 일방 통행 전류 흐름을 허용하는 추가 게이트 터미널을 포함하는 고유 한 기호로 식별됩니다.SCRS에 대한 철저한 이해는 전자 설계에 효과적인 통합을 가능하게합니다.이 구절은 사용 된 각 층과 재료를 검사하는 SCRS의 상세한 구성을 탐구합니다.게이트 터미널 트리거가 전류 흐름을 제어하는 ​​방법을 포함하여 작동 모드를 설명합니다.표면 장착에서 통로 홀 유형에 이르기까지 다양한 SCR 패키지가 논의되어 특정 응용 분야에 적합한 것을 선택하는 데 실질적인 통찰력을 제공합니다.이 안내서를 따르면 고급 전자 시스템에서 SCR을 효과적으로 활용할 수 있습니다.

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그림 1 : SCR 기호 및 터미널

실리콘 제어 정류기 기호

실리콘 제어 정류기 (SCR) 기호는 다이오드 기호와 유사하지만 추가 게이트 터미널을 포함합니다.이 설계는 양극 (a)에서 음극 (k)까지 한 방향으로 전류가 흐르도록하는 SCR의 능력을 강조하고 반대 방향으로 차단합니다.세 가지 주요 터미널은 다음과 같습니다.

양극 (a) : SCR이 전진 할 때 전류가 들어오는 터미널.

음극 (k) : 현재가 종료되는 터미널.

게이트 (G) : SCR을 트리거하는 제어 단자.

SCR 기호는 비슷한 스위칭 특성을 갖는 사이리스터에도 사용됩니다.적절한 바이어싱 및 제어 방법은 기호 이해에 달려 있습니다.이 기본 지식은 장치의 구성 및 작동을 탐색하기 전에 필수적이며 다양한 전기 회로에서 효과적인 사용을 가능하게합니다.

실리콘 제어 정류기 구조

실리콘 제어 정류기 (SCR)는 P- 타입 및 N 형 재료를 번갈아 가며 J1, J2 및 J3의 3 가지 접합을 형성하는 4 층 반도체 장치입니다.건축과 운영을 자세히 분류합시다.

층 구성

외부 층 : 외부 P 및 N 층은 전기 전도도를 높이고 저항을 줄이기 위해 불순물로 크게 도핑됩니다.이 무거운 도핑을 통해 이러한 레이어는 높은 전류를 효율적으로 수행하여 큰 전력 하중 관리에서 SCR의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

중간 층 : 내부 P 및 N 층은 가볍게 도핑되어 불순물이 적습니다.이 광 도핑은 모바일 전하 운반체가없는 반도체 내에서 공존하는 영역의 형성을 가능하게하기 때문에 전류 흐름을 제어하는 ​​데 중요합니다.이러한 고갈 영역은 전류의 흐름을 제어하는 ​​데 핵심이므로 SCR이 정확한 스위치로 작동 할 수 있습니다.

그림 2 : SCR의 P 및 N 층

터미널 연결

게이트 터미널 : 게이트 터미널은 중간 P 층에 연결됩니다.게이트에 작은 전류를 적용하면 SCR이 트리거되어 양극에서 음극으로 더 큰 전류가 흐릅니다.일단 트리거되면, 양극과 음극 사이에 충분한 전압이있는 경우 게이트 전류가 제거 되더라도 SCR이 계속 켜져 있습니다.

양극 단자 : 양극 단자는 외부 P- 층에 연결되며 주 전류의 진입 점 역할을합니다.SCR이 수행하려면 양극이 음극보다 더 높은 전위 여야하며 게이트는 트리거 전류를 받아야합니다.전도성 상태에서, 전류는 SCR을 통해 음극으로 양극에서 흐릅니다.

캐소드 말단 : 음극 말단은 외부 N- 층에 연결되고 전류의 출구 지점 역할을합니다.SCR이 수행되면 음극은 양극에서 음극까지 올바른 방향으로 전류 흐름을 보장합니다.

그림 3 : 게이트, 양극 및 음극 단자

재료 선택

실리콘은 몇 가지 장점으로 인해 SCR 구조를 위해 게르마늄보다 선호됩니다.

낮은 누출 전류 : 실리콘은 고유 캐리어 농도가 낮아 누출 전류가 감소합니다.이것은 특히 고온 환경에서 효율성과 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다.

더 높은 열 안정성 : 실리콘은 게르마늄보다 높은 온도에서 작동 할 수 있으므로 상당한 열이 발생하는 고출력 적용에 더 적합합니다.

더 나은 전기 특성 : 더 넓은 밴드 갭 (실리콘의 경우 1.1 eV vs. Germanium의 경우 0.66 eV)으로, 실리콘은 다양한 조건에서 더 높은 고장 전압 및보다 강력한 작동과 같은 더 나은 전기 성능을 제공합니다.

가용성 및 비용 : 실리콘은 게르마늄보다 가공하기에 더 풍부하고 저렴합니다.잘 확립 된 실리콘 산업은 비용 효율적이고 확장 가능한 제조 공정을 허용합니다.

그림 4 : 실리콘

게르마늄은 어떻습니까?

게르마늄은 실리콘에 비해 몇 가지 단점이있어 많은 응용 분야에 적합하지 않습니다.게르마늄은 실리콘만큼 효과적으로 고온을 견딜 수 없습니다.이것은 상당한 열이 생성되는 고전력 응용 분야에서의 사용을 제한합니다.그런 다음 게르마늄은 고유 캐리어 농도가 높아 누출 전류가 더 높습니다.이는 특히 고온 조건에서 전력 손실을 증가시키고 효율성을 줄입니다.이 외에도 게르마늄은 반도체 장치의 초기에 사용되었습니다.그러나, 열 안정성 및 누출 전류의 한계는 실리콘의 광범위한 채택으로 이어졌다.실리콘의 우수한 특성으로 인해 대부분의 반도체 응용 분야에서 선호되는 재료가되었습니다.

그림 5 : 게르마늄

SCR 구성의 유형

평면 구성

평면 구조는 더 낮은 전력 레벨을 처리하면서 고성능과 신뢰성을 제공하는 장치에 가장 적합합니다.

평면 구조에서, 일반적으로 실리콘 (일반적으로 실리콘)은 불순물 (도펀트)이 도입되어 p- 타입 영역을 형성하는 확산 과정을 겪는다.이들 도펀트는 단일 평평한 평면에서 확산되어 접합의 균일하고 제어 된 형성을 초래한다.

평면 구조의 장점에는 접합부를 가로 질러 균일 한 전기장을 만드는 것이 포함되며, 이는 잠재적 v ariat 이온과 전기 노이즈를 줄여서 장치의 성능과 신뢰성을 향상시킵니다.모든 접합부는 단일 평면으로 형성되므로 제조 공정이 간소화되어 포토 리소그래피 및 에칭 단계를 단순화합니다.이는 복잡성과 비용을 줄일뿐만 아니라 필요한 구조를 일관되게 제어하고 재현 할 수 있도록 수익률을 향상시킵니다.

그림 6 : 평면 SCR 공정

메사 건설

MESA SCRS는 고출력 환경을 위해 구축되며 일반적으로 모터 제어 및 전력 변환과 같은 산업 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

SCR의 두 번째 P-N 접합 인 J2 접합은 확산을 사용하여 생성되며, 여기서 도펀트 원자가 실리콘 웨이퍼에 도입되어 필요한 P- 타입 및 N- 타입 영역을 형성합니다.이 프로세스를 사용하면 정션의 특성을 정확하게 제어 할 수 있습니다.외부 P 및 N 층은 합금 공정을 통해 형성되며, 원하는 도펀트가있는 재료가 실리콘 웨이퍼에 녹아 강력하고 내구성있는 층을 만듭니다.

MESA 구조의 장점에는 확산과 합금으로 형성된 강력한 접합부 덕분에 분해없이 높은 전류 및 전압을 관리하는 능력이 포함됩니다.강력하고 내구성있는 설계는 큰 전류를 효율적으로 처리 할 수있는 SCR의 용량을 향상시켜 고전력 응용 분야에 신뢰할 수있게합니다.또한 다양한 고출력 응용 프로그램에 적합하여 다양한 산업에 다양한 선택을 제공합니다.

그림 7 : MESA SCR 공정

외부 건축

SCRS의 외부 구조는 내구성, 효과적인 열 관리 및 전력 전자 장치로의 통합 용이성에 중점을 둡니다.일반적으로 더 큰 터미널 또는 탭 인 양극 단자는 고전류를 처리하도록 설계되었으며 전원 공급 장치의 양에 연결됩니다.전원 공급 장치 또는 하중의 음의 측면에 연결된 캐소드 터미널은 고전류 처리를 위해 설계되었으며 표시됩니다.SCR을 전도로 트리거하는 데 사용되는 게이트 터미널은 일반적으로 더 작으며 과도한 전류 또는 전압으로 인한 손상을 피하기 위해 신중한 취급이 필요합니다.

외부 구조에서 SCR의 장점에는 모터 제어, 전원 공급 장치 및 대형 정류기와 같은 산업 응용 분야에 대한 적합성이 포함되며, 이는 다른 많은 반도체 장치를 넘어 전력 수준을 관리합니다.낮은 국가 전압 강하는 전력 소산을 최소화하여 에너지 효율적인 응용에 이상적입니다.게이트 터미널을 통한 간단한 트리거링 메커니즘을 통해 제어 회로 및 시스템에 쉽게 통합 할 수 있습니다.또한, 광범위한 가용성과 성숙한 제조 공정은 비용 효율성에 기여합니다.

요약하면, 이러한 다양한 유형의 SCR 구조를 사용할 때, 다른 상황에 대해 적절한 SCR 구조를 선택할 수 있습니다.

평면 구성 : 저전력 응용에 이상적입니다.전기 노이즈 감소와 일관된 성능이 필요한 회로에서 필요합니다.

MESA Construction : 고출력 적용의 경우 열 소산 요구와 강력한 설계 요구 사항에주의를 기울이십시오.SCR이 과열없이 예상 전류 및 전압 레벨을 처리 할 수 ​​있는지 확인하십시오.

외부 구조 : 터미널을 조심스럽게 처리, 특히 게이트 터미널을 처리하십시오.연결이 안전하고 고전류 흐름을 효율적으로 관리하도록 설계되었는지 확인하십시오.

그림 8 : 외부 건설 과정

운영 통찰력

SCR의 4 층 구조는 NPNP 또는 PNPN 구성을 형성하여 일단 트리거 된 재생 피드백 루프를 만듭니다. 이는 전류가 특정 임계 값 아래로 떨어질 때까지 전도를 유지합니다.SCR을 트리거하려면 작은 전류를 게이트 터미널에 적용하여 J2 접합의 분해를 시작하고 전류가 양극에서 음극으로 흐르도록합니다.효과적인 열 관리는 고전력 SCR에 중요하며, 강력한 방열판 연결과 함께 프레스 팩 구조를 사용하면 효율적인 열 소산을 보장하여 열 런 어웨이를 방지하고 장치의 장수를 향상시킵니다.

그림 9 : NPN 및 PNP

실리콘 제어 정류기의 1 차 모드

실리콘 제어 정류기 (SCR)는 전방 차단, 전방 전도 및 역방향 차단의 세 가지 기본 모드로 작동합니다.

전방 차단 모드

전방 차단 모드에서, 양극은 음극에 비해 양의 양성이고, 게이트 단자는 열린다.이 상태에서, 작은 누설 전류 만 SCR을 통해 흐르고, 높은 저항을 유지하고 상당한 전류 흐름을 방지합니다.SCR은 오픈 스위치처럼 작동하여 적용된 전압이 브레이크 오버 전압을 초과 할 때까지 전류를 차단합니다.

그림 10 : SCR을 통한 흐름

전진 전도 모드

순방향 전도 모드에서 SCR은 ON 상태에서 수행하고 작동합니다.이 모드는 파괴 전압을 넘어서 순방향 바이어스 전압을 증가 시키거나 게이트 단자에 양의 전압을 적용함으로써 달성 될 수있다.순방향 바이어스 전압을 증가 시키면 접합이 눈사태가 붕괴되어 상당한 전류가 흐르도록합니다.저전압 응용 분야의 경우 양의 게이트 전압을 적용하는 것이 더 실용적이며 SCR 전방 바이어스를 만들어 전도를 시작합니다.SCR이 전도되기 시작하면 전류가 홀딩 전류 (IL)를 초과하는 한이 상태에 남아 있습니다.전류 가이 레벨 아래로 떨어지면 SCR은 차단 상태로 돌아갑니다.

그림 11 : SCR 전도

리버스 차단 모드

리버스 차단 모드에서 음극은 양극에 비해 양의 양입니다.이 구성은 SCR을 통해 작은 누설 전류 만 허용하므로 켜기에는 충분하지 않습니다.SCR은 높은 임피던스 상태를 유지하고 오픈 스위치 역할을합니다.역전 전압이 파괴 전압 (VBR)을 초과하면 SCR은 눈사태 분해를 겪고 역전 전류를 크게 증가시키고 장치를 손상시킵니다.

그림 12;SCR 리버스 차단 모드

다른 유형의 SCR 및 패키지

실리콘 제어 정류기 (SCRS)는 다양한 유형 및 패키지로 제공되며, 각각은 전류 및 전압 처리, 열 관리 및 장착 옵션을 기반으로 특정 응용 프로그램에 맞게 조정됩니다.

불연속 플라스틱

불연속 플라스틱 패키지에는 플라스틱으로 향하는 반도체에서 연장되는 3 개의 핀이 특징입니다.이러한 경제적 인 평면 SCR은 일반적으로 최대 25A 및 1000V를 지원합니다.여러 구성 요소가있는 회로에 쉽게 통합 할 수 있도록 설계되었습니다.설치하는 동안 신뢰할 수있는 전기 연결 및 열 안정성을 유지하기 위해 적절한 핀 정렬 및 PCB에 납땜을 고정하십시오.이 SCR은 소형 크기와 비용 효율성이 필수적인 저급 적용 응용 프로그램에 이상적입니다.

플라스틱 모듈

플라스틱 모듈에는 단일 모듈 내의 여러 장치가 포함되어있어 최대 100a의 전류를 지원합니다.이 모듈은 회로 통합을 향상시키고 열 관리 개선을 위해 방열판에 직접 볼트로 고정 될 수 있습니다.장착 할 때는 열 소산을 향상시키기 위해 모듈과 방열판 사이에 짝수 열 화합물 층을 바르십시오.이 모듈은 공간과 열 효율이 중요한 중간에서 고출력 적용에 적합합니다.

스터드베이스

스터드베이스 SCR은 안전한 장착을위한 나사산베이스를 특징으로하며, 열 저항이 낮고 설치가 쉬운 경우가 있습니다.전체 전압 기능을 갖춘 5A에서 150A 범위의 전류를 지원합니다.그러나 이러한 SCR은 방열판에서 쉽게 분리 할 수 ​​없으므로 의도하지 않은 전기 연결을 피하기 위해 열 설계 중에이를 고려하십시오.스터드를 조일 때 적절한 토크 사양을 따라 손상을 피하고 최적의 열 접촉을 보장하십시오.

그림 13 : 거리의 SCR 스터드베이스

평평한베이스

플랫베이스 SCR은 스터드베이스 SCR의 장착 편의와 낮은 열 저항을 제공하지만 방열판에서 SCR을 전기적으로 분리하기위한 단열재를 포함합니다.이 기능은 효율적인 열 관리를 유지하면서 전기 분리가 필요한 응용 분야에서 중요합니다.이 SCR은 10A와 400A 사이의 전류를 지원합니다.설치하는 동안 절연층이 전기 분리를 유지하기 위해 손상되지 않고 손상되지 않도록하십시오.

팩을 누르십시오

Press Pack SCRS는 고전류 (200a 이상) 및 고전압 응용 (1200V 초과) 용으로 설계되었습니다.그들은 세라믹 봉투에 싸여있어 우수한 전기 분리와 우수한 열 저항을 제공합니다.이 SCR은 일반적으로 특수 설계된 클램프를 사용하여 달성되는 적절한 전기 접촉 및 열전도율을 보장하기 위해 정확한 기계적 압력이 필요합니다.세라믹 케이싱은 또한 기계적 응력 및 열 사이클링으로부터 장치를 보호하므로 신뢰성과 내구성이 가장 중요한 산업 및 고성능 응용 분야에 적합합니다.

실용적인 운영 통찰력 ：

불연속 플라스틱 SCR으로 작업 할 때 정확한 핀 정렬에 중점을두고 안정적인 연결을 위해 안전한 납땜을하십시오.플라스틱 모듈의 경우 최적의 열 소산을 위해 열 화합물을 고르게 적용하십시오.스터드베이스 SCR을 사용하면 토크 사양을 따라 손상을 피하고 효과적인 열 접촉을 달성하십시오.평평한베이스 SCR의 경우, 전기 분리를 보장하기 위해 절연층의 무결성을 유지하십시오.마지막으로, 프레스 팩 SCR을 사용하면 적절한 접촉 및 열 관리를 보장하기 위해 특수 클램프를 사용하여 올바른 기계적 압력을 적용하십시오.

실리콘 제어 정류기 개방 방법

그림 14 : SCR 작동 전환

SCR 전도를 활성화하기 위해, 양극 전류는 임계 임계 값을 능가해야하며, 이는 재생 작용을 시작하기 위해 게이트 전류 (IG)를 증가시킴으로써 달성됩니다.

게이트와 음극이 회로에 올바르게 연결되어 있는지 확인하여 시작하여 모든 연결이 느슨한 접점이나 오해를 피하기 위해 안전한지 확인하십시오.높은 온도가 SCR의 성능에 영향을 줄 수 있으므로 주변 및 접합 온도를 모두 모니터링하여 적절한 냉각 또는 열 소산 측정이 필요합니다.

그런 다음 정확한 전류 소스를 사용하여 제어 게이트 전류 (IG)를 적용하여 점차 IG를 증가시켜 SCR의 응답을 원활하게 전환하고 쉽게 모니터링 할 수 있습니다.IG가 점차 증가함에 따라 양극 전류의 초기 상승을 관찰하여 게이트 전류에 대한 SCR의 응답을 나타냅니다.양극 전류의 상당한 상승으로 표시되는 재생 작용이 관찰 될 때까지 IG를 계속 증가시켜 SCR이 전도 모드로 들어오고 있음을 보여줍니다.불필요한 전력 소산 및 잠재적 손상을 방지하기 위해 게이트를 과도하게 드러내지 않고 전도를 유지하기에 충분한 게이트 전류를 유지하십시오.양극과 캐소드 사이에 적절한 전압이 적용되어 특정 응용 분야에 의도적으로 필요하지 않은 한이 전압을 모니터링하십시오.

마지막으로, SCR이 전도 모드로 고정되어 있음을 확인하여 게이트 전류가 줄어든 경우에도 남아 있습니다.필요한 경우, SCR이 고정 된 후에 게이트 전류 (IG)를 줄이면 양극 전류가 유지 전류 레벨 아래로 떨어질 때까지 전도 상태로 유지되므로 SCR이 래치 된 후에도 래치 된 후.

실리콘 제어 정류기 폐쇄 방법

그림 15 : SCR 작동이 꺼집니다

실리콘 제어 정류기 (SCR)를 끄려면 정류라고 알려진 프로세스 인 홀딩 전류 레벨 아래에서 양극 전류를 감소시킵니다.정류의 두 가지 주요 유형이 있습니다 : 자연과 강제.

자연 통근은 AC 공급 전류가 자연스럽게 0으로 떨어질 때 발생하여 SCR이 꺼질 수 있습니다.이 방법은 전류가 주기적으로 0이되는 AC 회로에 내재되어 있습니다.실제적인 관점에서, 전압과 전류 파형이 주기적으로 0에 도달하는 AC 회로를 상상해보십시오.현재가 0에 접근함에 따라 SCR은 외부 개입없이 자연스럽게 행동하는 것을 중단하고 자연스럽게 꺼집니다.이것은 일반적으로 표준 AC 전원 응용 프로그램에서 볼 수 있습니다.

강제 통근은 양극 전류를 적극적으로 줄여 SCR을 끄십시오.이 방법은 DC 회로 또는 전류가 자연스럽게 0으로 떨어지지 않는 상황에 필요합니다.이를 달성하기 위해 외부 회로는 순간적으로 SCR에서 전류를 전환하거나 역 바이어스를 도입합니다.예를 들어, DC 회로에서 커패시터 및 인덕터와 같은 구성 요소가 포함 된 정류 회로를 사용하여 SCR을 가로 질러 순간 역전 전압을 생성 할 수 있습니다.이 동작은 양극 전류가 홀딩 레벨 아래로 떨어지게하여 SCR을 끕니다.이 기술은 안정적인 작동을 보장하기 위해 정확한 타이밍과 제어가 필요합니다.

실리콘 제어 정류기의 장점

고효율 및 소음없는 작동

SCRS는 기계적 구성 요소없이 작동하여 마찰과 마모를 제거합니다.이로 인해 소음이없는 작동이 발생하고 신뢰성과 수명이 향상됩니다.적절한 방열판이 장착되면 SCRS는 열 소산을 효율적으로 관리하여 다양한 응용 분야에서 고효율을 유지합니다.기계적 노이즈가 파괴 될 조용한 환경에 SCR을 설치한다고 상상해보십시오.SCR의 조용한 작동은 상당한 이점이됩니다.또한 연장 된 작동 중에 기계식 마모가 없으면 유지 보수 요구가 적고 수명이 길어집니다.

매우 높은 스위칭 속도

SCR은 나노초 내에서 켜지거나 꺼질 수 있으므로 빠른 응답 시간이 필요한 응용 프로그램에 이상적입니다.이 고속 스위칭은 복잡한 전자 시스템에서 전력 전달을 정확하게 제어 할 수있게합니다.예를 들어, 고주파 전원 공급 장치에서 스위치 기능은 시스템이 거의 순간적으로 하중 조건의 변화에 ​​응답하여 안정적인 출력을 유지할 수 있도록 신속하게 보장합니다.

고전압 및 전류 등급 처리

SCR은 큰 전압과 전류를 제어하기 위해 작은 게이트 전류 만 필요하므로 전력 관리가 매우 효율적입니다.그들은 고전력 부하를 관리 할 수있어 고전압과 전류가 일반적인 산업 응용 분야에 적합합니다.

소형 크기

작은 크기의 SCRS는 다양한 회로 설계에 쉽게 통합되어 설계 유연성을 향상시킬 수 있습니다.그들의 작고 강력한 특성은 까다로운 조건에서도 오랜 기간 동안 신뢰할 수있는 성능을 보장합니다.실질적으로, 이는 밀도가 높은 제어판에서 상당한 공간이 필요하지 않고도 SCR을 쉽게 장착 할 수있어보다 간소화되고 효율적인 설계를 가능하게한다는 것을 의미합니다.

실리콘 제어 정류기의 단점

단방향 전류 흐름

SCRS는 한 방향으로 만 전류를 수행하므로 양방향 전류 흐름이 필요한 응용 프로그램에 적합하지 않습니다.이는 인버터 회로 또는 AC 모터 드라이브와 같은 양방향 제어가 필요한 AC 회로에서의 사용을 제한합니다.

게이트 전류 요구 사항

SCR을 켜려면 충분한 게이트 전류가 필요하므로 추가 게이트 드라이브 회로가 필요합니다.이는 전체 시스템의 복잡성과 비용을 증가시킵니다.실제 응용 분야에서 게이트 전류가 적절하게 공급되도록 보장에는 실패를 유발하지 않도록 정확한 계산과 신뢰할 수있는 구성 요소가 포함됩니다.

스위칭 속도

SCR은 트랜지스터와 같은 다른 반도체 장치와 비교하여 스위치 속도가 상대적으로 느리므로 고주파 응용 분야에 적합하지 않습니다.예를 들어, 고속 스위칭 전원 공급 장치에서 SCR의 느린 스위칭 속도는 비 효율성과 열 관리 요구 사항을 증가시킬 수 있습니다.

턴 오프 시간

일단 켜지면, SCR은 전류가 특정 임계 값 아래로 떨어질 때까지 계속 전도됩니다.이 특성은 위상 제어 정류기와 같이 턴 오프 시간의 정확한 제어가 필요한 회로에서 단점이 될 수 있습니다.연산자는 종종 복잡한 정류 회로를 설계하여 SCR을 끄고 전체 시스템 복잡성을 추가해야합니다.

열 소산

SCR은 특히 높은 전류를 처리 할 때 작동 중에 상당한 열을 발생시킵니다.히트 싱크 및 냉각 팬과 같은 적절한 냉각 및 열 소산 메커니즘이 필요합니다.

래칭 효과

SCR이 켜진 후에는 전도 상태로 걸리며 게이트 신호로 꺼질 수 없습니다.SCR을 끄려면 전류가 홀딩 전류 아래에서 외부로 감소해야합니다.이 동작은 제어 회로, 특히 전류 수준에 대한 정확한 제어를 유지하는 것이 필수적 인 가변 하중 응용 분야에서 제어 회로를 복잡하게합니다.이러한 시나리오에서 엔지니어는 SCR을 끄는 데 필요할 때 전류를 안정적으로 줄일 수있는 회로를 설계해야합니다.

정류 요구 사항

AC 회로에서 SCR은 각 반주기의 끝에 정류 (꺼져) 공진 회로 또는 강제 정류 기술과 같은 추가 정류 회로가 필요합니다.이것은 시스템에 복잡성과 비용이 추가됩니다.

DV/DT 및 DI/DT에 대한 민감도

SCR은 전압 변화 속도 (DV/DT) 및 전류 (DI/DT)에 민감합니다.빠른 변화는 실수로 SCR을 트리거하여 이러한 사건으로부터 보호하기 위해 스너버 회로를 사용해야합니다.설계자는 특히 시끄러운 전기 환경에서 거짓 트리거링을 방지하기 위해 스 너버 회로의 크기가 적절하고 구성되어야합니다.

노이즈 감도

SCR은 전기 노이즈에 민감 할 수있어 오 탐지가 발생할 수 있습니다.이를 위해서는 신뢰할 수있는 작동을 보장하기 위해 커패시터 및 인덕터와 같은 신중한 설계 및 추가 필터링 구성 요소가 필요합니다.

결론

SCR을 이해하려면 기호, 층 구성, 터미널 연결 및 재료 선택을 검사하여 높은 전류 및 전압을 관리하는 데있어 정확성을 강조합니다.이산 플라스틱에서 프레스 팩에 이르기까지 다양한 SCR 패키지는 특정 응용 프로그램을 수용하여 적절한 설치 및 열 관리를 강조합니다.차단, 순방향 전도 및 역방향 차단에 대한 운영 모드는 다양한 회로 구성에서 전력을 조절할 수있는 능력을 실망시킵니다.SCR 활성화 및 비활성화 기술을 마스터 링하면 전력 제어 시스템에서 안정적인 성능을 보장합니다.SCR의 고효율, 빠른 스위칭 및 소형 크기는 산업 및 소비자 전자 제품에 필수적으로 이루어져 전력 전자 제품의 상당한 발전을 나타냅니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. 실리콘 제어 정류기 (SCR)에 사용되는 것은 무엇입니까?

SCR은 전기 회로의 전력을 제어하는 ​​데 사용됩니다.전류의 흐름을 켜거나 끌 수있는 스위치 역할을합니다.일반적인 애플리케이션에는 모터 속도 조절, 조명 조광기 제어 및 히터 및 산업 기계의 전력 관리가 포함됩니다.SCR이 작은 입력 신호에 의해 트리거되면 더 큰 전류가 흐르도록하여 고출력 적용에 효과적입니다.

2. 실리콘이 SCR에 사용되는 이유는 무엇입니까?

실리콘은 유리한 전기 특성으로 인해 SCRS에 사용됩니다.고장 전압이 높고 열 안정성이 우수하며 높은 전류 및 전력 레벨을 처리 할 수 ​​있습니다.실리콘은 또한 정확하게 제어 될 수있는 소형적이고 신뢰할 수있는 반도체 장치를 생성 할 수있게한다.

3. SCR 제어 AC 또는 DC입니까?

SCR은 AC 및 DC 전력을 모두 제어 할 수 있지만 AC 응용 분야에서보다 일반적으로 사용됩니다.AC 회로에서 SCRS는 전압의 위상 각을 제어하여 하중으로 전달 된 전력을 조정할 수 있습니다.이 위상 제어는 광 디밍 및 운동 속도 조절과 같은 응용 프로그램에 필수적입니다.

4. 내 SCR이 작동하는지 어떻게 알 수 있습니까?

SCR이 작동하는지 확인하려면 몇 가지 테스트를 수행 할 수 있습니다.첫째, 육안 검사.화상이나 균열과 같은 물리적 손상을 찾으십시오.그런 다음 멀티 미터를 사용하여 전방 및 역 저항을 확인하십시오.SCR은 트리거 될 때 앞쪽에서 리버스 및 낮은 저항이 높은 저항을 나타내야합니다.다음으로 작은 게이트 전류를 바르고 SCR이 양극과 음극 사이를 전도하는지 확인하십시오.게이트 신호가 제거되면 SCR은 올바르게 작동하는 경우 계속 수행해야합니다.

5. SCR 고장을 일으키는 원인은 무엇입니까?

SCR 실패의 일반적인 원인은 과전압, 과전류, 게이트 신호 문제 및 열 응력입니다.과도한 전압은 반도체 재료를 분해 할 수 있습니다.전류가 너무 많으면 과열이 발생하여 장치가 손상 될 수 있습니다.반복 가열 및 냉각주기는 기계적 스트레스를 유발하고 고장을 유발할 수 있습니다.부적절하거나 부적절한 게이트 신호는 적절한 작동을 방지 할 수 있습니다.

6. SCR의 최소 전압은 얼마입니까?

게이트 트리거 전압이라고하는 SCR을 트리거하는 데 필요한 최소 전압은 일반적으로 약 0.6 ~ 1.5 볼트입니다.이 작은 전압은 SCR을 켜기에 충분하여 양극과 음극 사이에 훨씬 더 큰 전류를 수행 할 수 있습니다.

7. SCR의 예는 무엇입니까?

SCR의 실질적인 예는 2N6509입니다.이 SCR은 경고기, 모터 속도 컨트롤 및 전원 공급 장치와 같은 다양한 전력 제어 응용 프로그램에 사용됩니다.800V의 피크 전압과 25A의 연속 전류를 처리 할 수있어 산업 및 소비자 전자 제품에 적합합니다.