商業的には、最初のサイリスタデバイスは1956年にリリースされました。小さなデバイスを使用すると、サイリスタは大量の電圧と電力を制御できます。調光器、電力制御、および電気モーターの速度制御。以前は、サイリスタはデバイスをオフにするための電流反転として使用されていました。実際には直流が必要なので、デバイスに適用するのは非常に困難です。しかし今では、コントロールゲート信号を使用することで、新しいデバイスのオンとオフを切り替えることができます。サイリスタを使用して、完全にオンおよび完全にオフにすることができます。しかし、トランジスタはターンオン状態とターンオフ状態の間にあります。そのため、サイリスタはスイッチとして使用され、アナログアンプとしては適していません。次のリンクをたどってください。パワーエレクトロニクスにおけるサイリスタ通信技術

サイリスタとは何ですか？

サイリスタは、P型とN型の材料を使用した4層のソリッドステート半導体デバイスです。ゲートがトリガー電流を受け取ると、サイリスタデバイスの両端の電圧が順方向バイアスになるまで導通を開始します。したがって、この条件下では双安定スイッチとして機能します。 2つのリード線の大電流を制御するには、その電流に少量の電流を組み合わせて3リードサイリスタを設計する必要があります。このプロセスは、コントロールリードとして知られています。 2つのリード間の電位差が絶縁破壊電圧未満の場合、2つのリードサイリスタを使用してデバイスのスイッチをオンにします。

サイリスタ

サイリスタ回路記号

サイリスタ回路記号は以下のとおりです。アノード、カソード、ゲートの3つの端子があります。

トライアックシンボル

サイリスタには3つの状態があります

リバースブロッキングモード –この動作モードでは、ダイオードは印加される電圧をブロックします。
フォワードブロッキングモード –このモードでは、ある方向に印加された電圧によってダイオードが導通します。ただし、サイリスタがトリガーされていないため、ここでは導通は発生しません。
順方向伝導モード –サイリスタがトリガーされ、順方向電流が「保持電流」と呼ばれるしきい値を下回るまで、デバイスに電流が流れます。

サイリスタ層図

サイリスタは3つで構成されています p-n接合 つまり、J1、J2、およびJ3です。アノードがカソードに対して正の電位にあり、ゲート端子がどの電圧でもトリガーされない場合、J1とJ3は順方向バイアス状態になります。 J2ジャンクションは逆バイアス状態になります。したがって、J2ジャンクションはオフ状態になります（導通は発生しません）。 Vを超えてアノードとカソード間の電圧が上昇した場合_BO（ブレークダウン電圧）次に、J2でアバランシェブレークダウンが発生し、サイリスタがオン状態になります（導通を開始します）。

もし V_G （正電位）がゲート端子に印加されると、接合部J2でブレークダウンが発生し、値が低くなります V_IF 。サイリスタは、適切な値を選択することにより、オン状態に切り替えることができます V_G 。アバランシェ降伏条件下では、サイリスタはゲート電圧を考慮せずに、次の場合を除いて継続的に導通します。

ポテンシャルV_IF削除されるか
保持電流は、デバイスを流れる電流よりも大きくなります

ここに V_G –UJT緩和発振器の出力電圧である電圧パルス。

サイリスタ層図

サイリスタスイッチング回路

DCサイリスタ回路
ACサイリスタ回路

DCサイリスタ回路

DC電源に接続する場合、より大きなDC負荷と電流を制御するために、サイリスタを使用します。スイッチとしてのDC回路のサイリスタの主な利点は、高い電流ゲインを提供します。小さなゲート電流で大量のアノード電流を制御できるため、サイリスタは電流動作デバイスとして知られています。

DCサイリスタ回路

ACサイリスタ回路

AC電源に接続すると、サイリスタはDC接続回路と同じではないため、動作が異なります。サイクルの半分の間、サイリスタはAC回路として使用され、逆バイアス状態のために自動的にオフになります。

サイリスタAC回路

サイリスタの種類

オンとオフの機能に基づいて、サイリスタは次のタイプに分類されます。

シリコン制御サイリスタまたはSCR
ゲートターンオフサイリスターまたはGTO
エミッタはサイリスタまたはETOをオフにします
逆伝導サイリスタまたはRCT
双方向三極真空管サイリスタまたはトライアック
MOSはサイリスタまたはMTOをオフにします
双方向位相制御サイリスタまたはBCT
高速スイッチングサイリスタまたはSCR
光活性化シリコン制御整流器またはLASCR
FET制御サイリスタまたはFET-CTH
集積ゲート転流サイリスタまたはIGCT

この概念をよりよく理解するために、ここではいくつかのタイプのサイリスタについて説明します。

シリコン制御整流器（SCR）

シリコン制御整流器は、サイリスタ整流器としても知られています。これは、4層の電流制御ソリッドステートデバイスです。 SCRは一方向にのみ電流を流すことができます（単方向デバイス）。 SCRは、通常、ゲート端子に流れる電流によってトリガーできます。 SCRについてもっと知るため。詳細については、リンクをたどってください。 SCRチュートリアルの基本と特徴

ゲートターンオフサイリスタ（GTO）

高出力半導体デバイスの特殊なタイプの1つは、GTO（ゲートターンオフサイリスタ）です。ゲート端子はスイッチのON / OFFを制御します。

GTOシンボル

カソード端子とゲート端子の間に正のパルスが印加されると、デバイスの電源がオンになります。カソード端子とゲート端子は、 PN接合そして、端子間には比較的小さな電圧が存在します。 SCRとしては信頼できません。信頼性を向上させるには、少量の正のゲート電流を維持する必要があります。

ゲート端子とカソード端子の間に負の電圧パルスが印加されると、デバイスはオフになります。ゲートカソード電圧を誘導するために、順方向電流の一部が盗まれます。これにより、誘導された順方向電流が低下し、自動的にGTOがブロッキング状態に移行します。

アプリケーション

可変速モータードライブ
ハイパワーインバーターとトラクション

可変速ドライブのGTOアプリケーション

調整可能な速度ドライブの2つの主な理由は、プロセスエネルギーの会話と制御です。そしてそれはよりスムーズな操作を提供します。このアプリケーションでは、高周波逆伝導GTOを使用できます。

GTOアプリケーション

エミッターターンオフサイリスター

エミッタターンオフサイリスタはサイリスタの一種で、MOSFETを使用してON / OFFします。これには、次の両方の利点が含まれます。 MOSFET とGTO。これは2つのゲートで構成されています。1つのゲートはオンに使用され、もう1つのゲートは直列MOSFETを使用してオフになります。

エミッターターンオフサイリスター

ゲート2に正の電圧を印加すると、PNPNサイリスタのカソード端子と直列に接続されているMOSFETがオンになります。に接続されたMOSFET サイリスタゲート端子 ゲート1に正の電圧を印加するとオフになります。

ゲート端子と直列に接続するMOSFETの欠点は、総電圧降下が0.3Vから0.5Vに増加し、それに対応する損失が発生することです。

アプリケーション

ETOデバイスは故障電流制限器とソリッドステートに使用されますサーキットブレーカーその高機能電流遮断、高速スイッチング速度、コンパクトな構造、および低い導通損失のため。

ソリッドステートサーキットブレーカのETOの動作特性

電気機械式開閉装置と比較した場合、ソリッドステートサーキットブレーカは、寿命、機能、および速度の点で利点があります。トランジェントをオフにすると、の動作特性を観察できます。 ETO半導体電源スイッチ 。

ETOアプリケーション

逆伝導サイリスタまたはRCT

通常の高出力サイリスタは、逆導通サイリスタ（RCT）とは異なります。逆ダイオードのため、RCTは逆ブロッキングを実行できません。フリーホイールまたはリバースダイオードを使用する場合、これらのタイプのデバイスにとってより有利になります。ダイオードとSCRは決して導通せず、同時に熱を発生することができないためです。

RCTシンボル

アプリケーション

周波数インバーターおよびチェンジャーで使用されるRCTまたは逆導通サイリスタアプリケーション ACコントローラーを使用してスナバ回路。

スナバを使用したACコントローラでのアプリケーション

の保護半導体素子過電圧からの脱出は、コンデンサと抵抗をスイッチと個別に並列に配置することです。したがって、コンポーネントは常に過電圧から保護されます。

RCTアプリケーション

双方向三極真空管サイリスタまたはトライアック

トライアックはデバイスです電流を制御するためのものであり、 3端子半導体 端末。これは、交流用の三極真空管と呼ばれる名前に由来しています。サイリスタは一方向にしか導通できませんが、トライアックは両方向に導通できます。両方の半分のAC波形を切り替えるには、2つのオプションがあります。1つはトライアックを使用し、もう1つは背中合わせに接続されたサイリスタです。サイクルの半分をオンにするには、1つのサイリスタを使用し、他のサイクルを操作するには、逆接続されたサイリスタを使用します。

トライアック

アプリケーション

家庭用調光器、小型モーター制御、扇風機速度制御、小型家庭用AC電源装置の制御に使用されます。

“分圧器は何をしますか ”

家庭用調光器への応用

のチョッピング部分を使用して AC電圧 調光器が機能します。これにより、ランプは波形の一部のみを通過させることができます。薄暗い場合は、波形のチョッピング以上です。主に伝達される電力がランプの明るさを決定します。通常、トライアックは調光器の製造に使用されます。

トライアックアプリケーション

これはすべてについてですサイリスタの種類とその用途。この記事に記載されている情報は、このプロジェクトをよりよく理解するのに役立つと信じています。さらに、この記事に関する質問や実装のヘルプ電気および電子プロジェクト、下のコメント欄に接続して、お気軽にご連絡ください。ここにあなたへの質問があります、サイリスタの種類は何ですか？

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