一般的に、私たちは多くを使用します電気および電子部品エレクトロニクスプロジェクトや一般回路の設計中。これらの基本的なコンポーネントには、抵抗、トランジスタ、コンデンサ、ダイオード、インダクタ、LED、サイリスタ、またはシリコン制御の整流器、ICなどが含まれます。次のような2つのタイプに分類される整流器を考えてみましょう。制御されていない整流器（ダイオード）および制御された整流器（サイリスタ）。実際、多くの工学部の学生や電子愛好家は、電気および電子部品の基本を知りたいと望んでいます。ただし、この記事では、サイリスタまたはシリコン制御整流器のチュートリアルの基本と特性について詳しく説明します。

シリコン制御整流器

サイリスタまたはシリコン制御整流器は多層半導体デバイスであり、トランジスタに似ています。シリコン制御整流器 2端子ダイオード（アノードとカソード）整流器とは異なり、3端子（アノード、カソード、ゲート）で構成されています。ダイオードは、ダイオードのアノード電圧がカソード電圧よりも大きい場合は常に導通するため（制御なしの順方向バイアス状態の間）、制御されていない整流器と呼ばれます。

ダイオードとサイリスタ

ただし、（3番目の端子）ゲート端子がトリガーされるまで、アノード電圧がカソード電圧よりも高くても、シリコン制御整流器は導通しません。このように、ゲート端子にトリガパルスを供給することにより、サイリスタの動作（ONまたはOFF）を制御することができます。したがって、サイリスタは制御整流器またはシリコン制御整流器とも呼ばれます。

シリコン制御整流器の基本

ダイオードの2層（P-N）とトランジスタの3層（P-N-PまたはN-P-N）とは異なり、シリコン制御整流器は3つの層（P-N-P-N）で構成されています。 P-N接合直列に接続されています。シリコン制御の整流器またはサイリスタは、図に示すように記号で表されます。

シリコン制御整流器

“抵抗器の作り方 ”

シリコン制御整流器は、一方向にのみ導通するため、一方向デバイスでもあります。適切にトリガーすることにより、サイリスタは開回路スイッチとして、また整流ダイオードとして使用できます。ただし、サイリスタはアンプとしては使用できず、ゲート端子のトリガパルスで制御されるスイッチング動作にのみ使用できます。

サイリスタは、シリコン、炭化ケイ素、ガリウムヒ素、窒化ガリウムなどのさまざまな材料を使用して製造できます。しかし、優れた熱伝導率、高電流能力、高電圧能力、シリコンの経済的な処理により、サイリスタを製造するための他の材料と比較して好まれるようになりました。したがって、それらはシリコン制御整流器とも呼ばれます。

シリコン制御整流器の動作

サイリスタの動作は、シリコン制御整流器の3つの状態の動作モードを考慮することで理解できます。サイリスタの3つの動作モードは次のとおりです。

リバースブロッキングモード
フォワードブロッキングモード
順方向伝導モード

リバースブロッキングモード

サイリスタのアノードとカソードの接続を逆にすると、下部と上部のダイオードに逆バイアスがかかります。したがって、伝導経路がないため、電流は流れません。したがって、リバースブロッキングモードと呼ばれます。

フォワードブロッキングモード

一般に、ゲート端子へのトリガーパルスがない場合、シリコン制御整流器はオフのままであり、順方向（アノードからカソードへ）に電流が流れていないことを示します。これは、2つのダイオード（上部ダイオードと下部ダイオードの両方が順方向にバイアスされている）を接続してサイリスタを形成したためです。ただし、これら2つのダイオード間の接合部は逆バイアスされているため、電流の流れ上から下まで。したがって、この状態はフォワードブロッキングモードと呼ばれます。このモードでは、サイリスタは従来の順方向バイアスダイオードのような状態ですが、ゲート端子がトリガーされないため導通しません。

順方向伝導モード

この順方向伝導モードでは、アノード電圧はカソード電圧よりも大きくなければなりませんサイリスタの導通のために、3番目の端子ゲートを適切にトリガーする必要があります。これは、ゲート端子がトリガーされるたびに、下側のトランジスタが導通して上側のトランジスタをオンにし、次に上側のトランジスタが下側のトランジスタをオンにして、トランジスタが相互にアクティブになるためです。両方のトランジスタの内部正帰還のこのプロセスは、両方が完全にアクティブになるまで繰り返され、その後、電流はアノードからカソードに流れます。したがって、シリコン制御整流器のこの動作モードは、順方向伝導モードと呼ばれます。

シリコン制御整流器の特性

“SCADAネットワークとは ”

この図は、シリコン制御整流器の特性を示しており、逆ブロッキングモード、順方向ブロッキングモード、順方向導通モードなどの3つの異なるモードでのサイリスタの動作も表しています。ザ・ V-Iの特徴サイリスタの電圧は、図に示すように、逆阻止電圧、順阻止電圧、逆降伏電圧、保持電流、降伏電圧なども表します。

シリコン制御整流器アプリケーション

シリコン制御整流器のアプリケーションは、次のような大電流および大電圧を処理する回路で使用されます。電力システム 1kV以上または100A以上の電流を持つ回路。

サイリスタは、回路の内部電力損失を減らすために特別に使用されます。シリコン制御整流器は、サイリスタのオンオフスイッチング制御を使用して、損失なしに回路の電力を制御するために使用できます。

シリコン制御整流器は、整流目的にも使用されます。交流から直流へ。通常、サイリスタは ACからACへのコンバーター（サイクロコンバーター）これは、シリコン制御整流器の最も一般的なアプリケーションです。

シリコン制御整流器の実用化

Edgefxkits.comによるSCRベースのCycloconverter

ザ・ SCRベースのサイクロコンバーター単相誘導電動機の速度を3段階で制御するシリコン制御整流器の実用化です。誘導電動機は定速機であり、洗濯機、ウォーターポンプなどのいくつかのアプリケーションで頻繁に使用されます。これらのアプリケーションでは、このSCRベースの手法を使用して実現できるさまざまな速度のモーターが必要です。

Edgefxkits.comによるSCRベースのCycloconverterブロック図

“大学生のための簡単なエンジニアリングプロジェクト ”

サイリスタベースのサイリスタは、誘導電動機の速度を段階的に制御するために使用されます。このプロジェクトでは、スイッチのペアが8051マイクロコントローラーに接続されており、これらはモーターの目的の速度（F、F / 2、およびF / 3）を選択するために使用されます。マイクロコントローラは、スイッチのステータスに基づいて、デュアルブリッジのシリコン制御整流器にトリガーパルスを供給します。したがって、誘導電動機の速度は、要件に基づいて3つのステップで制御されます。

デザインしますかエレクトロニクスプロジェクトシリコン制御整流器に基づいていますか？次に、エンジニアリングプロジェクトの設計における技術支援について、以下のコメントセクションにアイデアを投稿してください。