Che cosa è un raddrizzatore controllato al silicio?

Un raddrizzatore controllato al silicio (SCR) è un dispositivo semiconduttore progettato per cambiare e controllare carichi di corrente elevati. L'SCR è essenzialmente un regolatore di corrente che si basa su una tensione di trigger alimentazione esterna per accendere. Dispositivi SCR dispongono anche di un valore di corrente preimpostato tenendo sotto del quale non condurranno anche se acceso. Questo consente di controllare quando il dispositivo si accende e la corrente minima passerà. Raddrizzatori controllati al silicio sono tipicamente utilizzati in alta corrente, applicazione ad alta tensione anche se sono spesso trovati in sistemi di tensione inferiori come dimmer lampada.

SCR consiste di quattro strati alternati di p ed n semiconduttori materiali. Un vantaggio esterna, nota come il cancello, è collegato al secondo strato p. Il cancello è utilizzato per fornire la tensione di trigger che provoca l'SCR per accendere e iniziare conduzione. I wafer semiconduttore sono formate in un pellet compatta contenuta in un involucro di molibdeno o tungsteno. L'involucro è dotato di un perno filettato su un'estremità per consentire fissaggio di un dissipatore di calore con l'ingresso cancello e porta principale situata all'altra estremità.

Il raddrizzatore controllato al silicio rimarrà inattiva o aperta sino ad una porta predeterminato o impulso di scatto viene ricevuto a questo punto il dispositivo si accende e permettere il passaggio di corrente. Una volta acceso, la tensione di gate può essere rimossa e il SCR continuerà a condurre finché il flusso di corrente non scende sotto un livello prestabilito. Questo minimo prefissato è noto come la corrente del dispositivo di tenuta; anche se l'SCR riceve un impulso, non si accende se la corrente di alimentazione principale è sotto questo livello. Queste caratteristiche rendono il raddrizzatore controllato silicio e componente ideale per la commutazione di corrente strettamente controllato.

La tensione di gate del raddrizzatore è anche una funzione variabile nel suo funzionamento. Ogni raddrizzatore controllato al silicio ha una soglia di tensione nominale di gate di sotto della quale il dispositivo non si attiva. Questa caratteristica consente ai progettisti dei circuiti di controllo e flessibilità sulle condizioni raddrizzatori di commutazione. Il circuito di controllo del cancello è spesso dotato di un dispositivo di protezione noto come snubber. Questo impedisce improvvisi aumenti di tensione applicate al raddrizzatore da indurre accoppiamento capacitivo nel cancello e inavvertitamente accenderlo.

L'SCR è generalmente utilizzato in circuiti che presentano molto elevati valori di corrente e tensione. SCR moderni possono passare comodamente potenza di oltre un milione di watt e sono diventati parte integrante della corrente alternata ad alta tensione (AC) a corrente continua (DC) conversioni dirette. Queste varianti pesanti sono spesso raffreddato ad acqua e sospesa in enormi pile dai soffitti delle strutture per il trasferimento di potere. Un SCR può trovare anche in applicazioni domestiche che utilizzano livelli di potenza molto più bassi, come manovra dei motori, regolatori di riscaldamento, e grandi variatore di luce.