Electrifying Insights: Mastering Silicon Controled Rectifiers (SCRS)
2024-05-24 6221

Ang pag-andar na kinokontrol ng silikon (SCR) ay gumana bilang mahusay na switch control switch sa modernong electronics.Nakilala ang mga ito sa pamamagitan ng kanilang natatanging simbolo, na may kasamang dagdag na terminal ng gate na nagbibigay-daan sa one-way na kasalukuyang daloy.Ang isang masusing pag -unawa sa mga SCR ay nagbibigay -daan sa kanilang epektibong pagsasama sa mga elektronikong disenyo.Ang poste ng talatang ito ay sumasalamin sa detalyadong konstruksyon ng mga SCR, sinusuri ang bawat layer at materyal na ginamit.Ipinapaliwanag nito ang mga mode ng pagpapatakbo, kabilang ang kung paano ang pag -trigger ng mga terminal ng gate ay kumokontrol sa kasalukuyang daloy.Ang iba't ibang mga pakete ng SCR ay tinalakay din, mula sa ibabaw-bundok hanggang sa mga uri ng hole, na nagbibigay ng mga praktikal na pananaw sa pagpili ng tama para sa mga tiyak na aplikasyon.Sa pamamagitan ng pagsunod sa gabay na ito, mabisa ka sa pag -agaw ng mga SCR sa mga advanced na elektronikong sistema nang epektibo.

Catalog

Larawan 1: simbolo ng SCR at ang mga terminal nito

Simbolo na kinokontrol ng silikon

Ang simbolo na kinokontrol ng silikon (SCR) na simbolo ay kahawig ng isang simbolo ng diode ngunit may kasamang karagdagang terminal ng gate.Itinampok ng disenyo na ito ang kakayahan ng SCR na payagan ang kasalukuyang dumaloy sa isang direksyon - mula sa anode (a) hanggang sa katod (k) - habang hinaharangan ito sa kabaligtaran.Ang tatlong pangunahing mga terminal ay:

Anode (a): Ang terminal kung saan pumapasok ang kasalukuyang kapag ang SCR ay pasulong-bias.

Cathode (k): Ang terminal kung saan ang kasalukuyang paglabas.

Gate (g): Ang control terminal na nag -uudyok sa SCR.

Ginagamit din ang simbolo ng SCR para sa mga thyristors, na may katulad na mga katangian ng paglipat.Ang wastong mga pamamaraan ng biasing at control ay nakasalalay sa pag -unawa sa simbolo.Mahalaga ang kaalamang ito ng kaalaman bago tuklasin ang konstruksyon at operasyon ng aparato, na nagpapagana ng epektibong paggamit sa iba't ibang mga de -koryenteng circuit.

Kinokontrol ng Silicon ang konstruksyon ng rectifier

Ang kinokontrol na rectifier ng silikon (SCR) ay isang apat na layer na semiconductor na aparato na humalili ng mga materyales na p-type at n-type, na bumubuo ng tatlong junctions: J1, J2, at J3.Hatiin natin nang detalyado ang pagtatayo at operasyon nito.

Komposisyon ng Layer

Mga panlabas na layer: Ang mga panlabas na P at N layer ay mabigat na doped na may mga impurities upang madagdagan ang kanilang elektrikal na kondaktibiti at bawasan ang paglaban.Ang mabibigat na doping na ito ay nagbibigay -daan sa mga layer na ito na mahusay na magsagawa ng mataas na alon, pagpapahusay ng pagganap ng SCR sa pamamahala ng mga malalaking pag -load ng kuryente.

Mga Layer ng Gitnang: Ang panloob na mga layer ng P at N ay gaanong doped, nangangahulugang mayroon silang mas kaunting mga impurities.Ang light doping na ito ay mahalaga para sa pagkontrol sa kasalukuyang daloy, dahil pinapayagan nito ang pagbuo ng mga rehiyon ng pag -ubos - mga lugar sa loob ng semiconductor kung saan wala ang mga mobile carriers.Ang mga rehiyon ng pag -ubos na ito ay susi sa pagkontrol sa daloy ng kasalukuyang, na nagpapahintulot sa SCR na gumana bilang isang tumpak na switch.

Larawan 2: P at N layer ng SCR

Mga koneksyon sa terminal

Gate Terminal: Ang terminal ng gate ay kumokonekta sa gitnang P-Layer.Ang paglalapat ng isang maliit na kasalukuyang sa gate ay nag -trigger ng SCR, na nagpapahintulot sa isang mas malaking kasalukuyang daloy mula sa anode hanggang sa katod.Kapag nag -trigger, ang SCR ay nananatili kahit na ang kasalukuyang gate ay tinanggal, kung mayroong sapat na boltahe sa pagitan ng anode at katod.

Anode Terminal: Ang terminal ng anode ay kumokonekta sa panlabas na P-layer at nagsisilbing punto ng pagpasok para sa pangunahing kasalukuyang.Para sa pag -uugali ng SCR, ang anode ay dapat na nasa mas mataas na potensyal kaysa sa katod, at ang gate ay dapat makatanggap ng isang nag -uudyok na kasalukuyang.Sa estado ng pagsasagawa, ang kasalukuyang daloy mula sa anode sa pamamagitan ng SCR sa katod.

Cathode Terminal: Ang terminal ng katod ay kumokonekta sa panlabas na N-layer at kumikilos bilang exit point para sa kasalukuyang.Kapag isinasagawa ang SCR, tinitiyak ng katod ang kasalukuyang daloy sa tamang direksyon, mula sa anode hanggang sa katod.

Larawan 3: Ang Gate, Anode, at Cathode Terminal

Pagpipilian ng materyal

Ang Silicon ay ginustong sa germanium para sa pagtatayo ng SCR dahil sa maraming mga pakinabang:

Ang mas mababang pagtagas kasalukuyang: Ang silikon ay may mas mababang intrinsic na konsentrasyon ng carrier, na nagreresulta sa nabawasan na mga alon ng pagtagas.Mahalaga ito para sa pagpapanatili ng kahusayan at pagiging maaasahan, lalo na sa mga kapaligiran na may mataas na temperatura.

Mas mataas na katatagan ng thermal: Ang silikon ay maaaring gumana sa mas mataas na temperatura kaysa sa germanium, na ginagawang mas angkop para sa mga application na may mataas na kapangyarihan kung saan nabuo ang makabuluhang init.

Mas mahusay na mga de -koryenteng katangian: Sa isang mas malawak na bandgap (1.1 eV para sa silikon kumpara sa 0.66 eV para sa germanium), ang silikon ay nag -aalok ng mas mahusay na pagganap ng elektrikal, tulad ng mas mataas na mga boltahe ng breakdown at mas matatag na operasyon sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon.

Ang pagkakaroon at gastos: Ang silikon ay mas sagana at mas mura upang maproseso kaysa sa germanium.Ang mahusay na itinatag na industriya ng silikon ay nagbibigay-daan para sa mga proseso ng gastos at nasusukat na mga proseso ng pagmamanupaktura.

Larawan 4: Silicon

Paano ang tungkol sa Germanium?

Ang Germanium ay may maraming mga drawback kumpara sa silikon, na ginagawang hindi gaanong angkop para sa maraming mga aplikasyon.Ang germanium ay hindi makatiis ng mataas na temperatura bilang epektibo bilang silikon.Nililimitahan nito ang paggamit nito sa mga application na may mataas na kapangyarihan kung saan nabuo ang makabuluhang init.Pagkatapos, ang germanium ay may mas mataas na konsentrasyon ng intrinsic carrier, na nagreresulta sa mas mataas na mga alon ng pagtagas.Ito ay nagdaragdag ng pagkawala ng kuryente at binabawasan ang kahusayan, lalo na sa mga kondisyon na may mataas na temperatura.Bilang karagdagan sa ito, ang germanium ay ginamit sa mga unang araw ng mga aparato ng semiconductor.Gayunpaman, ang mga limitasyon nito sa thermal stability at pagtagas kasalukuyang humantong sa malawakang pag -ampon ng silikon.Ang mga mahusay na katangian ng Silicon ay ginawa itong ginustong materyal para sa karamihan sa mga aplikasyon ng semiconductor.

Larawan 5: Germanium

Mga uri ng konstruksyon ng SCR

Planar Construction

Ang pagtatayo ng planar ay pinakamahusay para sa mga aparato na humahawak ng mas mababang mga antas ng kuryente habang nagbibigay pa rin ng mataas na pagganap at pagiging maaasahan.

Sa konstruksyon ng planar, ang materyal na semiconductor, karaniwang silikon, ay sumasailalim sa mga proseso ng pagsasabog kung saan ipinakilala ang mga impurities (dopants) upang mabuo ang mga p-type at n-type na mga rehiyon.Ang mga dopant na ito ay nagkakalat sa isang solong, patag na eroplano, na nagreresulta sa isang uniporme at kinokontrol na pagbuo ng mga junctions.

Ang mga bentahe ng konstruksyon ng planar ay kinabibilangan ng paglikha ng isang pantay na larangan ng kuryente sa buong mga junctions, na binabawasan ang mga potensyal na V ariat ion at ingay ng elektrikal, sa gayon ay mapapabuti ang pagganap at pagiging maaasahan ng aparato.Dahil ang lahat ng mga junctions ay nabuo sa isang solong eroplano, ang proseso ng pagmamanupaktura ay naka -streamline, pinasimple ang mga hakbang sa photolithography at etching.Hindi lamang ito binabawasan ang pagiging kumplikado at gastos ngunit nagpapabuti din sa mga rate ng ani sa pamamagitan ng paggawa ng mas madali na patuloy na kontrolin at kopyahin ang mga kinakailangang istruktura.

Larawan 6: Proseso ng Planar SCR

Konstruksyon ng Mesa

Ang mga MESA SCR ay itinayo para sa mga kapaligiran na may mataas na kapangyarihan at karaniwang ginagamit sa mga pang-industriya na aplikasyon tulad ng control ng motor at pag-convert ng kapangyarihan.

Ang J2 junction, ang pangalawang P-N junction sa isang SCR, ay nilikha gamit ang pagsasabog, kung saan ang mga dopant atoms ay ipinakilala sa silikon na wafer upang mabuo ang kinakailangang mga rehiyon ng p-type at n-type.Ang prosesong ito ay nagbibigay -daan para sa tumpak na kontrol sa mga katangian ng kantong.Ang mga panlabas na layer ng P at N ay nabuo sa pamamagitan ng isang proseso ng pag -alloy, kung saan ang isang materyal na may nais na mga dopant ay natunaw sa silikon na wafer, na lumilikha ng isang matatag at matibay na layer.

Ang mga bentahe ng konstruksyon ng Mesa ay kasama ang kakayahang pamahalaan ang mataas na mga alon at boltahe nang hindi nagpapabagal, salamat sa matatag na mga junctions na nabuo sa pamamagitan ng pagsasabog at pag -alloy.Ang malakas at matibay na disenyo ay nagpapabuti sa kapasidad ng SCR upang mahawakan nang mahusay ang mga malalaking alon, na ginagawang maaasahan para sa mga application na may mataas na kapangyarihan.Bilang karagdagan, angkop ito para sa iba't ibang mga aplikasyon ng high-power, na nagbibigay ng maraming nalalaman na pagpipilian para sa iba't ibang mga industriya.

Larawan 7: Proseso ng MESA SCR

Panlabas na Konstruksyon

Ang panlabas na konstruksyon ng SCRS ay nakatuon sa tibay, epektibong pamamahala ng thermal, at kadalian ng pagsasama sa mga electronics ng kuryente.Ang terminal ng anode, karaniwang isang mas malaking terminal o tab, ay idinisenyo upang hawakan ang mataas na alon at konektado sa positibong bahagi ng suplay ng kuryente.Ang terminal ng katod, na konektado sa negatibong bahagi ng suplay ng kuryente o pag-load, ay dinisenyo din para sa paghawak ng mataas na kasalukuyang at minarkahan.Ang terminal ng gate, na ginamit upang ma -trigger ang SCR sa pagpapadaloy, ay karaniwang mas maliit at nangangailangan ng maingat na paghawak upang maiwasan ang pinsala mula sa labis na kasalukuyang o boltahe.

Ang mga bentahe ng SCR sa panlabas na konstruksyon ay kasama ang kanilang pagiging angkop para sa mga pang -industriya na aplikasyon tulad ng mga kontrol sa motor, mga suplay ng kuryente, at malalaking rectifier, kung saan pinamamahalaan nila ang mga antas ng kapangyarihan na lampas sa maraming iba pang mga aparato ng semiconductor.Ang kanilang mababang on-state boltahe ng pagbagsak ay nagpapaliit sa pagwawaldas ng kuryente, na ginagawang perpekto para sa mga aplikasyon na mahusay na enerhiya.Ang simpleng pag -trigger ng mekanismo sa pamamagitan ng terminal ng gate ay nagbibigay -daan para sa madaling pagsasama sa mga control circuit at system.Bukod dito, ang kanilang malawak na pagkakaroon at mga proseso ng pagmamanupaktura ay nag-aambag sa kanilang pagiging epektibo sa gastos.

Sa buod, kapag ginagamit ang iba't ibang uri ng mga istruktura ng SCR, ang naaangkop na istraktura ng SCR ay maaaring mapili para sa iba't ibang mga sitwasyon.

Planar Construction: mainam para sa mga application na may mababang lakas.Ito ay kinakailangan sa mga circuit na nangangailangan ng pagbawas sa ingay ng kuryente at pare -pareho ang pagganap.

Mesa Construction: Para sa mga application na may mataas na kapangyarihan, bigyang-pansin ang mga pangangailangan sa pagwawaldas ng init at matatag na mga kinakailangan sa disenyo.Tiyakin na ang SCR ay maaaring hawakan ang inaasahang kasalukuyang at mga antas ng boltahe nang walang sobrang pag -init.

Panlabas na Konstruksyon: Maingat na hawakan ang mga terminal, lalo na ang terminal ng gate.Siguraduhin na ang mga koneksyon ay ligtas at idinisenyo upang pamahalaan ang mataas na kasalukuyang daloy nang mahusay.

Larawan 8: Panlabas na proseso ng konstruksyon

Mga pananaw sa pagpapatakbo

Ang apat na layer na istraktura ng isang SCR ay bumubuo ng isang pagsasaayos ng NPNP o PNPN, na lumilikha ng isang regenerative feedback loop sa sandaling na-trigger, na nagpapanatili ng pagpapadaloy hanggang sa kasalukuyang bumaba sa ilalim ng isang tiyak na threshold.Upang ma -trigger ang SCR, mag -apply ng isang maliit na kasalukuyang sa terminal ng gate, sinimulan ang pagkasira ng J2 junction at pinapayagan ang kasalukuyang dumaloy mula sa anode hanggang sa katod.Mahalaga ang epektibong pamamahala ng init para sa mga high-power SCR, at ang paggamit ng konstruksiyon ng pack pack na may isang matatag na koneksyon sa paglubog ng init ay nagsisiguro ng mahusay na pagwawaldas ng init, na pumipigil sa thermal runaway at pagpapahusay ng kahabaan ng aparato.

Larawan 9: NPN at PNP

Pangunahing mga mode ng silikon na kinokontrol na rectifier

Ang silikon na kinokontrol na rectifier (SCR) ay nagpapatakbo sa tatlong pangunahing mga mode: pasulong na pagharang, pasulong na pagpapadaloy, at reverse blocking.

Ipasa ang mode ng pagharang

Sa pasulong na mode ng pagharang, ang anode ay positibong nauugnay sa katod, at ang terminal ng gate ay naiwan.Sa estado na ito, isang maliit na pagtagas ang kasalukuyang dumadaloy sa SCR, pinapanatili ang isang mataas na pagtutol at maiwasan ang makabuluhang kasalukuyang daloy.Ang SCR ay kumikilos tulad ng isang bukas na switch, ang pagharang sa kasalukuyang hanggang sa inilapat na boltahe ay lumampas sa boltahe ng breakover nito.

Larawan 10: Daloy sa pamamagitan ng SCR

Pasulong na mode ng pagpapadaloy

Sa pasulong na mode ng pagpapadaloy, ang SCR ay nagsasagawa at nagpapatakbo sa estado ng ON.Ang mode na ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng alinman sa pagtaas ng pasulong na boltahe ng bias na lampas sa boltahe ng breakdown o pag -apply ng isang positibong boltahe sa terminal ng gate.Ang pagdaragdag ng pasulong na boltahe ng bias ay nagiging sanhi ng junction na sumailalim sa pagkasira ng avalanche, na nagpapahintulot sa makabuluhang kasalukuyang daloy.Para sa mga aplikasyon ng mababang boltahe, ang pag-aaplay ng isang positibong boltahe ng gate ay mas praktikal, ang pagsisimula ng pagpapadaloy sa pamamagitan ng paggawa ng pasulong na bias ng SCR.Kapag nagsimulang magsagawa ang SCR, nananatili ito sa estado na ito hangga't ang kasalukuyang lumampas sa hawak na kasalukuyang (IL).Kung ang kasalukuyang bumagsak sa ibaba ng antas na ito, ang SCR ay bumalik sa estado ng pagharang.

Larawan 11: Pagpapalagay ng SCR

Reverse blocking mode

Sa reverse blocking mode, ang katod ay positibo na may kaugnayan sa anode.Ang pagsasaayos na ito ay nagbibigay -daan lamang sa isang maliit na pagtagas kasalukuyang sa pamamagitan ng SCR, na hindi sapat upang i -on ito.Ang SCR ay nagpapanatili ng isang mataas na estado ng impedance at kumikilos bilang isang bukas na switch.Kung ang reverse boltahe ay lumampas sa breakdown boltahe (VBR), ang SCR ay sumasailalim sa pagkasira ng avalanche, na makabuluhang pagtaas ng reverse kasalukuyang at potensyal na mapinsala ang aparato.

Larawan 12;Scr reverse blocking mode

Iba't ibang uri ng SCR at mga pakete

Ang mga kinokontrol na rectifier ng silikon (SCR) ay dumating sa iba't ibang uri at mga pakete, ang bawat isa ay pinasadya para sa mga tiyak na aplikasyon batay sa kasalukuyang at paghawak ng boltahe, pamamahala ng thermal, at mga pagpipilian sa pag -mount.

Discrete plastic

Nagtatampok ang mga discrete plastic packages ng tatlong pin na umaabot mula sa isang plastic-encased semiconductor.Ang mga ekonomikong planar SCR na ito ay karaniwang sumusuporta sa hanggang sa 25A at 1000V.Ang mga ito ay dinisenyo para sa madaling pagsasama sa mga circuit na may maraming mga sangkap.Sa panahon ng pag -install, tiyakin ang wastong pag -align ng PIN at ligtas na paghihinang sa PCB upang mapanatili ang maaasahang mga koneksyon sa koryente at katatagan ng thermal.Ang mga SCR na ito ay mainam para sa mababa hanggang medium-power application kung saan mahalaga ang laki at kahusayan ng gastos.

Plastik na module

Ang mga plastik na module ay naglalaman ng maraming mga aparato sa loob ng isang solong module, na sumusuporta sa mga alon hanggang sa 100A.Ang mga modyul na ito ay nagpapaganda ng pagsasama ng circuit at maaaring direktang mai -bolted sa mga heat sink para sa pinabuting pamamahala ng thermal.Kapag naka -mount, mag -apply ng kahit na layer ng thermal compound sa pagitan ng module at ang heat sink upang mapahusay ang pagwawaldas ng init.Ang mga modyul na ito ay angkop para sa daluyan hanggang sa mga application na may mataas na kapangyarihan kung saan kritikal ang espasyo at thermal na kahusayan.

Base ng stud

Nagtatampok ang Stud Base SCRS ng isang sinulid na base para sa ligtas na pag -mount, na nagbibigay ng mababang thermal resistance at madaling pag -install.Sinusuportahan nila ang mga alon mula 5A hanggang 150A na may buong kakayahan ng boltahe.Gayunpaman, ang mga SCR na ito ay hindi madaling maihiwalay mula sa heat sink, kaya isaalang -alang ito sa panahon ng thermal design upang maiwasan ang hindi sinasadyang mga koneksyon sa koryente.Sundin ang wastong mga pagtutukoy ng metalikang kuwintas kapag masikip ang stud upang maiwasan ang pinsala at matiyak ang pinakamainam na thermal contact.

Larawan 13: SCR stud base na may distansya ng numero

Flat base

Nag -aalok ang mga Flat Base SCR ng kadalian at mababang thermal resistance ng stud base SCRS ngunit isama ang pagkakabukod upang electrically ibukod ang SCR mula sa heat sink.Ang tampok na ito ay mahalaga sa mga application na nangangailangan ng elektrikal na paghihiwalay habang pinapanatili ang mahusay na pamamahala ng thermal.Sinusuportahan ng mga SCH na ito ang mga alon sa pagitan ng 10A at 400A.Sa panahon ng pag -install, tiyakin na ang layer ng pagkakabukod ay nananatiling buo at hindi nasira upang mapanatili ang paghihiwalay ng elektrikal.

Pindutin ang pack

Ang mga Press Pack SCR ay idinisenyo para sa high-kasalukuyang (200a at pataas) at mga application na may mataas na boltahe (higit sa 1200V).Ang mga ito ay naka -encode sa isang ceramic sobre, na nagbibigay ng mahusay na elektrikal na paghihiwalay at mahusay na paglaban sa thermal.Ang mga SCR na ito ay nangangailangan ng tumpak na presyon ng mekanikal upang matiyak ang wastong contact ng elektrikal at thermal conductivity, karaniwang nakamit gamit ang mga espesyal na dinisenyo clamp.Pinoprotektahan din ng ceramic casing ang aparato mula sa mekanikal na stress at thermal cycling, na ginagawang angkop para sa mga pang-industriya at mataas na kapangyarihan na aplikasyon kung saan ang pagiging maaasahan at tibay ay pinakamahalaga.

Practical Operation Insights ：

Kapag nagtatrabaho sa discrete plastic SCR, tumuon sa tumpak na pag -align ng pin at secure na paghihinang para sa matatag na koneksyon.Para sa mga plastik na module, tiyakin ang isang kahit na application ng thermal compound para sa pinakamainam na pagwawaldas ng init.Sa mga stud base ng SCR, sundin ang mga pagtutukoy ng metalikang kuwintas upang maiwasan ang pinsala at makamit ang epektibong thermal contact.Para sa mga flat base SCR, mapanatili ang integridad ng layer ng pagkakabukod upang matiyak ang paghihiwalay ng elektrikal.Panghuli, kasama ang Press Pack SCR, ilapat ang tamang mekanikal na presyon gamit ang mga dalubhasang clamp upang matiyak ang wastong pakikipag -ugnay at pamamahala ng init.

Ang kinokontrol na paraan ng pagbubukas ng rectifier ng silikon

Larawan 14: Ang pag -on ng operasyon ng SCR

Upang maisaaktibo ang pagpapadaloy ng SCR, ang kasalukuyang anode ay dapat lumampas sa isang kritikal na threshold, na nakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng Gate Current (IG) upang magsimula ng regenerative na pagkilos.

Magsimula sa pamamagitan ng pagtiyak ng gate at katod ay tama na konektado sa circuit, na nagpapatunay na ang lahat ng mga koneksyon ay ligtas upang maiwasan ang anumang maluwag na mga contact o maling pagsasaayos.Subaybayan ang parehong mga ambient at junction na temperatura, dahil ang mataas na temperatura ay maaaring makaapekto sa pagganap ng SCR, na nangangailangan ng sapat na mga hakbang sa paglamig o init.

Pagkatapos, simulan ang pag -apply ng isang kinokontrol na gate kasalukuyang (IG) gamit ang isang tumpak na kasalukuyang mapagkukunan, unti -unting pagtaas ng IG upang payagan ang isang maayos na paglipat at madaling pagsubaybay sa tugon ng SCR.Habang ang IG ay unti -unting nadagdagan, obserbahan ang paunang pagtaas sa kasalukuyang anode, na nagpapahiwatig ng tugon ng SCR sa kasalukuyang gate.Patuloy na dagdagan ang IG hanggang sa ang muling pagbabagong -buhay na pagkilos ay sinusunod, na minarkahan ng isang makabuluhang pagtaas sa kasalukuyang anode, na nagpapakita na ang SCR ay pumapasok sa mode ng pagpapadaloy.Panatilihin ang kasalukuyang gate na sapat lamang upang mapanatili ang pagpapadaloy nang walang labis na labis na gate upang maiwasan ang hindi kinakailangang pagwawaldas ng kapangyarihan at potensyal na pinsala.Tiyakin na ang naaangkop na boltahe ay inilalapat sa pagitan ng anode at katod, pagsubaybay sa boltahe na ito upang maiwasan ang paglampas sa punto ng breakover maliban kung sinasadyang kinakailangan para sa mga tiyak na aplikasyon.

Sa wakas, kumpirmahin na ang SCR ay naka -latched sa mode ng pagpapadaloy, kung saan mananatili ito kahit na ang kasalukuyang gate ay nabawasan.Kung kinakailangan, bawasan ang Gate Current (IG) pagkatapos kumpirmahin ang SCR ay nakapatong, dahil mananatili ito sa pagpapadaloy hanggang sa ang kasalukuyang anode ay bumaba sa ibaba ng hawak na kasalukuyang antas.

Kinokontrol na paraan ng pagsara ng rectifier ng silikon

Larawan 15: Ang pagpapatakbo ng SCR

Ang pag -off ng isang silikon na kinokontrol na rectifier (SCR) ay nagsasangkot ng pagbabawas ng anode kasalukuyang sa ibaba ng hawak na kasalukuyang antas, isang proseso na kilala bilang commutation.Mayroong dalawang pangunahing uri ng commutation: natural at sapilitang.

Ang natural na commutation ay nangyayari kapag ang AC supply kasalukuyang natural na bumagsak sa zero, na pinapayagan ang SCR na patayin.Ang pamamaraang ito ay likas sa AC circuit kung saan ang kasalukuyang pana -panahong tumatawid ng zero.Sa mga praktikal na termino, isipin ang isang AC circuit kung saan ang boltahe at kasalukuyang mga alon ay pana -panahong umabot sa zero.Habang ang kasalukuyang diskarte sa zero, ang SCR ay tumigil sa pagsasagawa at patayin nang natural nang walang anumang panlabas na interbensyon.Ito ay karaniwang nakikita sa karaniwang mga aplikasyon ng AC power.

Ang sapilitang commutation ay aktibong binabawasan ang kasalukuyang anode upang patayin ang SCR.Ang pamamaraang ito ay kinakailangan para sa mga circuit ng DC o mga sitwasyon kung saan ang kasalukuyang hindi natural na nahuhulog sa zero.Upang makamit ito, ang isang panlabas na circuit ay pansamantalang inililipat ang kasalukuyang malayo sa SCR o nagpapakilala ng isang reverse bias.Halimbawa, sa isang DC circuit, maaari kang gumamit ng isang circuit circuit na kasama ang mga sangkap tulad ng mga capacitor at inductors upang lumikha ng isang panandaliang reverse boltahe sa buong SCR.Ang pagkilos na ito ay pinipilit ang kasalukuyang anode na bumaba sa ibaba ng antas ng paghawak, patayin ang SCR.Ang pamamaraan na ito ay nangangailangan ng tumpak na tiyempo at kontrol upang matiyak ang maaasahang operasyon.

Mga bentahe ng kinokontrol na rectifier ng silikon

Mataas na kahusayan at walang ingay na operasyon

Ang mga SCR ay nagpapatakbo nang walang mga mekanikal na sangkap, pag -aalis ng alitan at pagsusuot.Nagreresulta ito sa walang ingay na operasyon at nagpapahusay ng pagiging maaasahan at kahabaan ng buhay.Kapag nilagyan ng wastong pag -init ng init, mahusay na pamahalaan ang mga SCRS na pag -alis ng init, pagpapanatili ng mataas na kahusayan sa iba't ibang mga aplikasyon.Isipin ang pag -install ng isang SCR sa isang tahimik na kapaligiran kung saan ang mekanikal na ingay ay nakakagambala;Ang tahimik na operasyon ng isang SCR ay nagiging isang makabuluhang kalamangan.Bilang karagdagan, sa panahon ng pinalawak na operasyon, ang kawalan ng mekanikal na pagsusuot ay nag -aambag sa mas kaunting mga pangangailangan sa pagpapanatili at isang mas mahabang habang buhay.

Lubhang mataas na bilis ng paglipat

Ang mga SCR ay maaaring lumipat at naka -off sa loob ng mga nanosecond, na ginagawang perpekto para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mabilis na mga oras ng pagtugon.Ang high-speed switch ay nagbibigay-daan para sa tumpak na kontrol sa paghahatid ng kuryente sa mga kumplikadong elektronikong sistema.Halimbawa, sa isang mataas na dalas na supply ng kuryente, ang kakayahang lumipat nang mabilis na matiyak na ang system ay maaaring tumugon sa mga pagbabago sa mga kondisyon ng pag-load na halos agad, na nagpapanatili ng matatag na output.

Paghawak ng mataas na boltahe at kasalukuyang mga rating

Ang mga SCR ay nangangailangan lamang ng isang maliit na gate kasalukuyang upang makontrol ang mga malalaking boltahe at alon, na ginagawang lubos na mahusay sa pamamahala ng kapangyarihan.Maaari silang pamahalaan ang mga mataas na kapangyarihan na naglo -load, na ginagawang angkop para sa mga pang -industriya na aplikasyon kung saan pangkaraniwan ang mataas na boltahe at kasalukuyang.

Laki ng compact

Ang maliit na sukat ng SCR ay nagbibigay -daan para sa madaling pagsasama sa iba't ibang mga disenyo ng circuit, pagpapahusay ng kakayahang umangkop sa disenyo.Ang kanilang compact at matatag na kalikasan ay nagsisiguro ng maaasahang pagganap sa mahabang panahon, kahit na sa hinihingi na mga kondisyon.Sa mga praktikal na termino, nangangahulugan ito na sa isang makapal na naka -pack na control panel, ang mga SCR ay maaaring madaling mailagay nang hindi nangangailangan ng makabuluhang puwang, na nagpapahintulot sa higit pang mga naka -streamline at mahusay na disenyo.

Mga Kakulangan ng Silicon Kinokontrol na Rectifier

Unidirectional kasalukuyang daloy

Ang mga SCR ay nagsasagawa ng kasalukuyang sa isang direksyon lamang, na ginagawa silang hindi angkop para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng bidirectional kasalukuyang daloy.Nililimitahan nito ang kanilang paggamit sa AC circuit kung saan kinakailangan ang control ng bidirectional, tulad ng sa inverter circuit o AC motor drive.

GATE Kasalukuyang kinakailangan

Upang i -on ang isang SCR, kinakailangan ang isang sapat na kasalukuyang gate, nangangailangan ng karagdagang gate drive circuitry.Pinatataas nito ang pagiging kumplikado at gastos ng pangkalahatang sistema.Sa mga praktikal na aplikasyon, ang pagtiyak na ang kasalukuyang gate ay sapat na ibinibigay ay nagsasangkot ng tumpak na mga kalkulasyon at maaasahang mga sangkap upang maiwasan ang mga pagkabigo sa pag -trigger.

Bilis ng paglipat

Ang mga SCR ay medyo mabagal na bilis ng paglipat kumpara sa iba pang mga aparato ng semiconductor tulad ng mga transistor, na ginagawang hindi gaanong angkop para sa mga application na may mataas na dalas.Sa mga high-speed na paglilipat ng mga suplay ng kuryente, halimbawa, ang mas mabagal na bilis ng paglipat ng SCR ay maaaring humantong sa mga kahusayan at nadagdagan ang mga kinakailangan sa pamamahala ng thermal.

Oras ng turn-off

Kapag naka -on, ang mga SCR ay mananatiling nagsasagawa hanggang sa kasalukuyang bumaba sa ilalim ng isang tiyak na threshold.Ang katangian na ito ay maaaring maging isang kawalan sa mga circuit kung saan kinakailangan ang tumpak na kontrol ng oras ng turn-off, tulad ng sa mga rectifier na kinokontrol ng phase.Ang mga operator ay madalas na kailangang magdisenyo ng mga kumplikadong circuit circuit upang pilitin ang SCR na patayin, pagdaragdag sa pangkalahatang pagiging kumplikado ng system.

Pag -dissipation ng init

Ang mga SCR ay bumubuo ng makabuluhang init sa panahon ng operasyon, lalo na kapag ang paghawak ng mataas na alon.Ang sapat na mga mekanismo ng paglamig at init ng dissipation, tulad ng mga heatsinks at mga tagahanga ng paglamig, ay kinakailangan.

Epekto ng latching

Matapos i -on ang isang SCR, ito ay pumapasok sa estado ng pagsasagawa at hindi maaaring i -off ng signal ng gate.Ang kasalukuyang dapat na panlabas na nabawasan sa ibaba ng hawak na kasalukuyang upang patayin ang SCR.Ang pag -uugali na ito ay kumplikado ang control circuitry, lalo na sa variable na mga aplikasyon ng pag -load kung saan ang pagpapanatili ng tumpak na kontrol sa kasalukuyang mga antas ay mahalaga.Sa ganitong mga senaryo, ang mga inhinyero ay dapat magdisenyo ng mga circuit na maaaring maaasahan na mabawasan ang kasalukuyang kapag kinakailangan upang patayin ang SCR.

Mga kinakailangan sa commutation

Sa mga circuit ng AC, ang mga SCR ay kailangang ma-commutated (patayin) sa pagtatapos ng bawat kalahating siklo, na nangangailangan ng mga karagdagang circuit circuit, tulad ng mga resonant circuit o sapilitang mga diskarte sa commutation.Nagdaragdag ito ng pagiging kumplikado at gastos sa system.

Sensitivity sa DV/DT at DI/DT

Ang mga SCR ay sensitibo sa rate ng pagbabago ng boltahe (DV/DT) at kasalukuyang (DI/DT).Ang mga mabilis na pagbabago ay maaaring hindi sinasadyang ma -trigger ang SCR, na kinakailangan ang paggamit ng mga snubber circuit upang maprotektahan laban sa mga naturang kaganapan.Dapat tiyakin ng mga taga -disenyo ang mga snubber circuit ay maayos na sukat at na -configure upang maiwasan ang maling pag -trigger, lalo na sa maingay na mga de -koryenteng kapaligiran.

Sensitivity ng ingay

Ang mga SCR ay maaaring maging sensitibo sa ingay ng elektrikal, na maaaring maging sanhi ng maling pag -trigger.Nangangailangan ito ng maingat na disenyo at karagdagang mga sangkap ng pag -filter, tulad ng mga capacitor at inductors, upang matiyak ang maaasahang operasyon.

Konklusyon

Ang pag -unawa sa mga SCR ay nagsasangkot sa pagsusuri sa kanilang mga simbolo, komposisyon ng layer, koneksyon sa terminal, at mga pagpipilian sa materyal, na itinatampok ang kanilang katumpakan sa pamamahala ng mataas na alon at boltahe.Iba't ibang mga pakete ng SCR, mula sa discrete plastic hanggang sa pindutin ang pack, magsilbi sa mga tiyak na aplikasyon, binibigyang diin ang wastong pag -install at pamamahala ng thermal.Ang mga mode ng pagpapatakbo - para sa pagharang, pasulong na pagpapadaloy, at reverse blocking - ilarawan ang kanilang kakayahan upang ayusin ang kapangyarihan sa iba't ibang mga pagsasaayos ng circuit.Mastering SCR activation at deactivation technique Tinitiyak ang maaasahang pagganap sa mga sistema ng kontrol ng kuryente.Ang mataas na kahusayan, mabilis na paglipat, at compact na laki ng mga SCR ay ginagawang mahalaga sa parehong mga elektronikong pang -industriya at consumer, na kumakatawan sa mga makabuluhang pagsulong sa mga elektronikong elektroniko.

Madalas na Itinanong [FAQ]

1. Ano ang ginamit na rectifier na kinokontrol ng silikon (SCR)?

Ang isang SCR ay ginagamit upang makontrol ang kapangyarihan sa mga de -koryenteng circuit.Ito ay kumikilos bilang isang switch na maaaring i -on at i -off ang daloy ng de -koryenteng kasalukuyang.Kasama sa mga karaniwang aplikasyon ang pag -regulate ng bilis ng motor, pagkontrol ng mga light dimmers, at pamamahala ng kapangyarihan sa mga heaters at pang -industriya na makinarya.Kapag ang isang SCR ay na-trigger ng isang maliit na signal ng pag-input, pinapayagan nito ang isang mas malaking kasalukuyang dumaloy, ginagawa itong epektibo sa mga application na may mataas na kapangyarihan.

2. Bakit ginagamit ang Silicon sa SCR?

Ang silikon ay ginagamit sa SCRS dahil sa kanais -nais na mga katangian ng elektrikal.Mayroon itong isang mataas na boltahe ng breakdown, mahusay na katatagan ng thermal, at maaaring hawakan ang mataas na mga alon at antas ng kuryente.Pinapayagan din ng Silicon para sa paglikha ng isang compact at maaasahang aparato ng semiconductor na maaaring tumpak na kontrolado.

3. Ang CROCH Control AC o DC?

Maaaring kontrolin ng mga SCR ang parehong kapangyarihan ng AC at DC, ngunit mas madalas silang ginagamit sa mga aplikasyon ng AC.Sa mga circuit ng AC, maaaring kontrolin ng mga SCR ang anggulo ng phase ng boltahe, sa gayon inaayos ang lakas na naihatid sa pag -load.Ang control ng phase na ito ay mahalaga para sa mga aplikasyon tulad ng light dimming at regulasyon ng bilis ng motor.

4. Paano ko malalaman kung gumagana ang aking SCR?

Upang suriin kung gumagana ang isang SCR, maaari kang magsagawa ng ilang mga pagsubok.Una, visual inspeksyon.Maghanap para sa anumang pisikal na pinsala, tulad ng mga paso o bitak.Pagkatapos, gumamit ng isang multimeter upang suriin ang pasulong at baligtad na paglaban.Ang isang SCR ay dapat magpakita ng mataas na pagtutol sa baligtad at mababang pagtutol sa pasulong kapag nag -trigger.Susunod, mag -apply ng isang maliit na gate kasalukuyang at tingnan kung ang SCR ay nagsasagawa sa pagitan ng anode at katod.Kapag tinanggal ang signal ng gate, dapat na magpatuloy ang SCR na magsasagawa kung gumagana ito nang tama.

5. Ano ang sanhi ng pagkabigo ng SCR?

Ang mga karaniwang sanhi ng pagkabigo ng SCR ay overvoltage, overcurrent, mga isyu sa signal ng gate at thermal stress.Ang labis na boltahe ay maaaring masira ang materyal na semiconductor.Masyadong maraming kasalukuyang maaaring maging sanhi ng sobrang pag -init at makapinsala sa aparato.Ang paulit -ulit na pag -init at paglamig na mga siklo ay maaaring maging sanhi ng mekanikal na stress at humantong sa pagkabigo.Ang hindi maayos o hindi sapat na mga signal ng gate ay maaaring maiwasan ang wastong operasyon.

6. Ano ang minimum na boltahe para sa SCR?

Ang minimum na boltahe na kinakailangan upang mag -trigger ng isang SCR, na tinatawag na boltahe ng gate trigger, ay karaniwang sa paligid ng 0.6 hanggang 1.5 volts.Ang maliit na boltahe na ito ay sapat na upang i -on ang SCR, na pinapayagan itong magsagawa ng isang mas malaking kasalukuyang sa pagitan ng anode at katod.

7. Ano ang isang halimbawa ng isang SCR?

Ang isang praktikal na halimbawa ng isang SCR ay ang 2N6509.Ang SCR na ito ay ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon ng control control, tulad ng mga light dimmers, mga kontrol sa bilis ng motor, at mga suplay ng kuryente.Maaari itong hawakan ang isang rurok na boltahe ng 800V at isang tuluy -tuloy na kasalukuyang 25A, na ginagawang angkop para sa pang -industriya at elektronikong consumer.