SCR (Silicon Control Rectifier) có cấu trúc 4 lớp P-N-P-N được chế tạo từ Silic. SCR có 3 cực được ký hiệu như sau: A (Anode), K (Cathode), G (Gate: cổng).
SCR thường được dùng trong mạch khống chế điều khiển, chịu được công suất lớn, dòng điện lớn cũng như làm việc được ở nhiệt độ cao.
Đặc tuyến Volt-Ampe của SCR
VAK0: điện áp cắt thuận. IH: dòng điện duy trì. IAK: dòng điện qua SCR.
VAK: điện áp đặt trên hai cực SCR.
Thông qua cực G để điều khiển tác dụng chỉnh lưu của SCR. Chế độ làm việc của SCR có thể phân ra 3 trường hợp sau:
A K G A P N P N G K VAK IAK IH > Ig1 Ig= 0 Ig2 VAK0
1. Phân cực ngược:
Anode âm so với Cathode, SCR ngắt điện theo chiều ngược và chỉ có dòng điện rà rất nhỏ chạy qua vì có hai mặt tiếp giáp đều bị phân cực ngược.
2. Phân cực thuận:
Anode dương so với Cathode nhưng không có tín hiệu điều khiển ở cực G, SCR ngắt điện theo chiều thuận và có tác dụng như một điện trở lớn, và chỉ có dòng điện rò rất nhỏ chạy qua vì có một mặt tiếp giáp bị phân cực ngược.
Tuy nhiên, khi điện áp đặt trên SCR đạt đến giá trị điện áp cắt thuận (VAK0) thì SCR sẽ tự động dẫn điện mặc dù không có dòng điện kích Ig.
3. Phân cực thuận đồng thời có tín hiệu điều khiển ở cực G:
Nếu có một xung phân cực thuận tác động vào giữa cực G và Cathode trong khi Anode dương so với Cathode thì SCR dẫn điện. Thời gian chuyển từ ngắt sang dẫn nhanh (cỡ micro giây). Dòng điện chạy qua SCR chỉ bị hạn chế bởi điện trở mạch ngoài do điện trở trong của SCR rất nhỏ (sụt áp trên A – K chỉ khoảng 1V). Xung dòng điện tác dụng vào cực G (Ig) càng lớn thì điện áp phân cực dương cho A-K cần thiết để mở thông SCR càng nhỏ, tức SCR càng dễ mở thông.
Điều quan trọng là khi tín hiệu kích trên cực G đã mất thì SCR vẫn còn dẫn điện bằng dòng duy trì. SCR chỉ bị ngắt hoàn toàn khi dòng qua SCR (IAK) thấp hơn giá trị dòng duy trì (thường có giá trị khoảng vài % giá trị của dòng thuận cực đại).
Trong những mạch cung cấp bằng điện xoay chiều (AC) thì SCR sẽ tự ngắt ở thời điểm điện áp = 0V, kéo dài suốt bán kỳ âm và chỉ có khả năng dẫn lại ở bán kỳ dương nếu có tín hiệu điều khiển đồng bộ đưa vào cực G. Như vậy nó có tác dụng như một Diode chỉnh lưu.