The term SCR stands for silicon controlled rectifier which is one of the most important members of the thyristor family. É mais popular do que os outros Tiristores como TRIAC, SCS, DIAC, etc. que algumas pessoas até usam as palavras Thyristor e SCR intercambiavelmente. Então, da próxima vez que alguém disser apenas “Thyristor” em geral, então eles estão se referindo ao SCR.,

SCRs são construídos a partir de silício e são mais comumente usados para converter corrente AC para corrente DC (retificação), daí o nome de retificador controlado por silício. Eles também são usados em outras aplicações, tais como regulação de potência, inversão, etc. O SCRs tem uma capacidade de lidar com alto valor de corrente e tensão, portanto, eles são usados na maioria das aplicações industriais.

símbolo SCR

o símbolo do SCR será semelhante ao do díodo, adicionalmente; tem um terminal de portais como mostrado abaixo., O SCR é um dispositivo unidirecional que permite a corrente fluir em uma direção e se opõe a ela em outra direção. O SCR tem três terminais, a saber, o ânodo (a), o cátodo (K) e o portal (G), que podem ser ligados ou desligados controlando as condições de mudança de posição ou a entrada do portal.

Mais uma vez o símbolo de tiristor e o símbolo SCR são os mesmos. Agora que sabemos como um SCR/Tiristor pode ser representado em um diagrama de circuito, vamos olhar para a construção SCR e trabalhar para entender mais sobre ele.,

construção de SCR

o SCR é um dispositivo semicondutor de quatro camadas que forma a estrutura NPNP ou PNPN, que eventualmente forma três junções J1, J2 e J3. Entre os três terminais do SCR, o ânodo é um eletrodo positivo, será na camada P e o cátodo é um eletrodo negativo, será na camada N do SCR, a porta atua como um terminal de controle do SCR. A imagem de construção do SCR é mostrada abaixo.,

As camadas P E N exteriores onde os dois eléctrodos são colocados serão fortemente dopadas e as camadas P E N do meio serão ligeiramente dopadas, o terminal da porta será ligado à camada P no meio. Os SCRs são construídos com três tipos diferentes, tipo planar, Tipo Mesa, E pressione tipo pack.

como o SCR funciona

para entender o princípio de trabalho SCR temos que olhar para as diferentes maneiras que ele pode operar., Dependendo da polaridade da tensão aplicada e o portão impulso dado ao SCR, ele pode operar em três modos diferentes, como

• para a Frente de modo a Bloquear
• Encaminhar modo de Condução
• Inverter modo de Bloqueio

Agora, vamos entender o Tiristor de trabalho dando uma olhada em cada um dos modos de operação com o seu diagrama de circuito.,

modo de bloqueio frontal

neste modo de funcionamento, a tensão positiva é aplicada ao ânodo e a tensão negativa aplicada ao cátodo, não haverá qualquer impulso aplicado à porta, ele será mantido em estado aberto. Uma vez que a tensão é aplicada, as junções J1 e J3 serão viradas para a frente e a junção J2 será invertida. Uma vez que J2 é invertida, a largura da região de depleção aumenta e atua como um obstáculo para a condução, então apenas uma pequena quantidade de corrente estará fluindo de J1 para J3.,

Quando a tensão aplicada ao SCR é aumentada e se atinge a tensão de ruptura do SCR, a junção J2 fica esgotada devido a avalanche de desagregação. Uma vez que a avalanche ocorra, a corrente começará a fluir através do SCR. Neste modo de operação, o SCR é orientado para a frente, mas, não haverá nenhum fluxo de corrente.

modo de condução para a frente

O modo de condução para a frente é o único modo em que o SCR estará no estado activo e estará a conduzir., Podemos fazer a conduta SCR de duas maneiras diferentes, Uma podemos aumentar a voltagem de viés aplicada para a frente além da voltagem de avaria ou então podemos aplicar uma voltagem positiva para o terminal do portal.

Quando aumentarmos a tensão de viés aplicada para a frente entre o ânodo e o cátodo, a junção J2 ficará esgotada devido à avaria da avalanche e o SCR começará a conduzir. Nós não somos capazes de fazer isso para todas as aplicações e este método de ativar o SCR irá eventualmente reduzir o tempo de vida do SCR.,

Se quiser usar o SCR para aplicações de baixa tensão, pode aplicar uma tensão positiva à porta do SCR. A tensão positiva aplicada ajudará o SCR a mover-se para o estado de condução. Durante este modo de operação, o SCR estará operando em viés para a frente e corrente estará fluindo através dele.

modo de bloqueio reverso

no modo de bloqueio reverso, a tensão positiva é aplicada ao cátodo ( – ) e a tensão negativa é dada ao ânodo ( + ), não haverá qualquer impulso dado à porta, ele será mantido como um circuito aberto., Durante este modo de funcionamento, As junções J1 e J3 serão invertidas e a junção J2 será enviesada para a frente. Uma vez que as junções J1 e J3 são invertidas, não haverá nenhuma corrente fluindo através do SCR. Embora haja uma pequena corrente de vazamento fluindo devido aos portadores de carga de deriva na junção frontal-tendenciosa J2, não é suficiente ligar o SCR.,

VI Características do SCR

O VI características do SCR são obtidos através do funcionamento do SCR em três diferentes regiões, nomeadamente para a frente bloqueio de região, encaminhar condução região e reverter o bloqueio região

Quando o SCR está operando no reverso modo de bloqueio, não será pequena fuga de corrente que flui no sentido inverso do SCR, o que é mencionado como o inverso da corrente de fuga no gráfico, o inverso da corrente de fuga, que estará localizado no negativo quadrantes do gráfico.,

Agora, se aplicar tensão positiva ao ânodo e tensão negativa ao catodo, o SCR começará a funcionar no modo de bloqueio para a frente e uma pequena corrente de fuga irá fluir através do SCR na direcção positiva, daí que a curva começa a subir para um certo nível nos quadrantes positivos do gráfico, que é mencionado como a corrente de fuga para a frente.

Uma vez que o grafo atinge um certo nível de tensão chamado de tensão de ruptura ou se a corrente de portão Ig é aplicada ao SCR, O SCR se move para o modo de condução e uma alta quantidade de corrente começa a fluir através do SCR., O fluxo de corrente é representado como a condução para a frente na curva VI. A corrente da porta aplicada é mencionada como Ig1, Ig2 e Ig3, maior a corrente aplicada da porta mais rápido o SCR vai para o estado de condução como Ig3 > Ig2> Ig1.

SCR Applications

From Converter circuits to Control circuits, SCRs are used in a wide range of applications. Não é possível discutir todas as aplicações de Tiristor, mas basicamente, eles são usados para controlar a corrente ou tensão através de um dispositivo., Por exemplo, vamos considerar um exemplo onde SCRs são usados para controlar a velocidade de um motor.

O diagrama de circuito acima do SCR mostra a disposição para controlar a velocidade de um motor de corrente contínua usando o SCR. O motor terá dois enrolamentos, a saber, enrolamento de campo e enrolamento de armadura. Controlando a corrente dada ao enrolamento da armadura, podemos controlar a velocidade do motor de corrente contínua. O enrolamento da armadura do motor é conectado a uma fonte de corrente alternada através de um transformador e dois SCRs conectados em paralelo um com o outro.,

durante o meio ciclo positivo do fornecimento de CORRENTE ALTERNADA, o SCR1 é desviado para a frente e começa a conduzir se o impulso do portal for aplicado, a corrente para o enrolamento da armadura estará fluindo através do SCR1. Da mesma forma, durante o meio ciclo negativo da fonte de CORRENTE ALTERNADA, o SCR2 é para a frente e o SCR1 será invertido e, portanto, o SCR1 vai para o estado OFF, quando o pulso do portal é aplicado ao SCR2 que começa, conduzindo. Variando o impulso de gatilho dado às portas dos respectivos SCRs, seremos capazes de controlar a entrada dada ao motor de corrente contínua, portanto, controla a velocidade do motor.,

Diferentes Tipos de SCRs e Pacotes

Existem muitos tipos de SCR, com base na especificação e aplicação. Já discutimos sobre o SCRs popular como BT151, 2P4M, TYN608, etc. O SCRs está disponível em diferentes tipos de pacotes que podem ser usados para diferentes tipos de aplicações. The SCRs are available in the following packages

Discrete Plastic: the discrete Plastic package is a commonly known type of SCRs that has three pins attached to a plastic-covered semiconductor material., Estes SCRs são de tipo planar construção e eles são o tipo mais barato de SCR quando comparado com outros pacotes. Eles estão disponíveis até 25A e 1000V aplicações, eles podem ser facilmente montados em qualquer tipo de circuito com um grande número de outros componentes.

módulo De Plástico: O módulo de plástico partilha as características semelhantes do pacote de plástico discreto, também contém mais de um dispositivo e está disponível na gama actual até 100. a utilização destes módulos irá dar a um circuito um melhor acabamento, porque eles podem ser montados nas placas com o aparafusamento da ligação à placa de circuito.,base de suporte: o dispositivo de suporte de suporte de suporte terá uma base aparafusada, partilha a dupla vantagem de uma baixa resistência térmica e facilidade de montagem. Eles estão disponíveis entre a gama de corrente de 5 a 150 A e uma gama completa de tensão. A única desvantagem que ele possui é que ele não pode ser facilmente isolado do dissipador de calor

Plano de Base: A base Plana compartilha as mesmas características do parafuso prisioneiro da base de dados de SCR, a vantagem adicional é que eles estão sendo isolados do dissipador de calor por uma fina camada de isolamento. Eles estão disponíveis no intervalo atual entre 10 a 400A.,a estrutura SCR e os eléctrodos são embalados dentro de um invólucro cerâmico que proporciona o isolamento necessário entre o ânodo e o cátodo. Ambas as superfícies são fixadas ao dissipador de calor; por isso, oferecem uma melhor resistência ao contacto eléctrico e uma resistência térmica mínima.