SCR (Silicon Control Rectifier) cĩ cấu trúc 4 lớp P-N-P-N được chế tạo từ Silic. SCR cĩ 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 cơng suất lớn, dịng điện lớn cũng như làm việc được ở nhiệt độ cao.
Đặc tuyến Volt-Ampe của SCR
VAK0: điện áp cắt thuận. IH: dịng điện duy trì. IAK: dịng điện qua SCR.
VAK: điện áp đặt trên hai cực SCR.
Thơng qua cực G để điều khiển tác dụng chỉnh lưu của SCR. Chế độ làm việc của SCR cĩ thể phân ra 3 trường hợp sau:
Svth: Vương Kiến Hưng 26
A K G A P N P N G K VAK IAK IH >Ig1 I g= 0 Ig2 VAK0
1. Phân cực ngược:
Anode âm so với Cathode, SCR ngắt điện theo chiều ngược và chỉ cĩ dịng điện rà rất nhỏ chạy qua vì cĩ hai mặt tiếp giáp đều bị phân cực ngược.
2. Phân cực thuận:
Anode dương so với Cathode nhưng khơng cĩ tín hiệu điều khiển ở cực G, SCR ngắt điện theo chiều thuận và cĩ tác dụng như một điện trở lớn, và chỉ cĩ dịng điện rị rất nhỏ chạy qua vì cĩ 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 khơng cĩ dịng điện kích Ig.
3. Phân cực thuận đồng thời cĩ tín hiệu điều khiển ở cực G:
Nếu cĩ 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). Dịng điện chạy qua SCR chỉ bị hạn chế bởi điện trở mạch ngồi do điện trở trong của SCR rất nhỏ (sụt áp trên A – K chỉ khoảng 1V). Xung dịng điện tác dụng vào cực G (Ig) càng lớn thì điện áp phân cực dương cho A-K cần thiết để mở thơng SCR càng nhỏ, tức SCR càng dễ mở thơng.
Điều quan trọng là khi tín hiệu kích trên cực G đã mất thì SCR vẫn cịn dẫn điện bằng dịng duy trì. SCR chỉ bị ngắt hồn tồn khi dịng qua SCR (IAK) thấp hơn giá trị dịng duy trì (thường cĩ giá trị khoảng vài % giá trị của dịng 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 cĩ khả năng dẫn lại ở bán kỳ dương nếu cĩ tín hiệu điều khiển đồng bộ đưa vào cực G. Như vậy nĩ cĩ tác dụng như một Diode chỉnh lưu.