사이리스터(싸리스터, Thyristor)란 무엇일까?
사이리스터란 트랜지스터와 마찬가지로 여러개의 반도체를 결합하여 만든 것으로,
1958년 미국의 제너럴 일렉트릭(GE : General Electric)사에 의해 상용화된 전력용 반도체 제어소자랍니다.
사이리스터의 구조는 최소 3개 이상의 P형 반도체와 N형 반도체의 결합으로 이루어지며, 방향성과, Gate의 존재여부에 따라
단방향, 양방향, 2극, 3극으로 구별된답니다..
이러한 사이리스터는 고전압, 대전류, 전력제어의 스위치 제어 기능, 위상제어 기능, 정전류, 정전압 기능, 속도제어 기능 등에
적용되고 있고, 소형으로 신뢰성이 우수한 성능을 가지고 있답니다.
사이리스터는 기능에 의해, 역저지형, 역도통형, 양방향형 및 게이트 턴 오프형 등, 여러 종류가 있고,
용도도 위상제어, ON-OFF 제어, 스위칭에 의한 전력변환용으로 사용되고 있답니다.
대표적인 사이리스터로는
- SCR(Silicon Controlled Rectifier Thyristor)
- GTO(Gate Turn Off Thyristor)
- TRIAC
- DIAC
- SSS(Silicon Symmetrical Switch)
등이 있고, 사이리스터 트리거 신호 발생에 사용되는 UJT, PUT, SUS, SBS등의 특수한 소자도 있답니다.
사이리스터의 기본구조와 기본 동작을 알아볼까요...
사이리스터의 기본구조는 P형 반도체와 N형 반도체가 P-N-P-N 접합형태로,
3개의 단자, 애노드(Anode : A), 캐소드(Cathode : K), 게이트(Gate : G)로 구성되어 있고,
보통 3단자 SCR이라고도 한답니다.
사이리스터의 기본동작은 게이트에 일정 전류를 흘리면 애노드와 캐소드 사이가 도통(턴 온 : turn-on) 상태가 되어 유지되고,
애노드와 캐소드 사이의 전류를 일정 값 이하로 낮추면 단락(턴 오프 : turn-off) 상태가 된답니다.
이러한 특징을 이용하여, 턴 온 된 상태가 되면 통과되는 전류가 "0" 이 될 때까지 그 상태를 유지할 필요가 있는 용도에
사용되어진답니다.
대표적인 사이리스터 종류에 대해 알아봅시다.
SCR
SCR은 실리콘 제어 정류기(silicon controlled rectifier)라고 하는데요, 애노드(anode), 캐소드(cathode), 게이트(gate)의
전극을 가지고 있답니다.
SCR의 동작은 게이트에 일정 전류를 흘려주면, 애노드-캐소드 간이 턴 온 상태가 되고,
게이트는 제어 능력을 상실하게 된답니다.
따라서, 게이트에 의한 턴 오프를 할 수 없어, 턴 오프 상태로 전환하려면 애노드 전압을 "0" 으로 하거나
역전압을 수십 usec 동안 인가하여야 한답니다.
SCR 심볼
GTO
GTO(gate turn off thyristors)는 게이트에 부여되는 신호에 의해 턴온과 턴오프 제어가 가능한 사이리스터랍니다.
GTO 심볼
TRIAC
TRIAC은 양방향 3단자 사이리스터로 양방향 도통이 가능하며, 일반적으로 AC 위상제어에 많이 사용된 답니다,
트라이액(트라이악)의 구조는 두 개의 SCR을 역으로 병렬연결하고, 게이트를 하나로 연결한 것으로,
DIAC(다이액, 다이악)을 사용하여 게이트를 구동시킨답니다..
TRIAC 심볼
DIAC
DIAC은 양방향 2단자 사이리스터로 양 단자가 브레이크 오버 전압에 도달되면 턴 온 되어 도통 상태가 되고,
전류가 유지 전류 이하로 떨어지면 턴 오프된답니다.
이러한 다이액(다이악)의 특성을 이용하여 교류 전원으로부터 직접 트리거 펄스를 얻는 회로를 구성할 수 있어
SCR 또는 트라이액(트라이악)의 위상제어를 가능하게 한답니다.
DIAC 심볼
SSS
SSS(Silicon Symmetrical Switch)는 쌍방향 2단자 사이리스터로 사이댁(Sidac)라고도 한답니다.
구조는 2개의 역저지 3단자 사이리스터를 역병렬 접속시킨 소자이며 게이트 단자가 없답니다.
SSS를 도통 상태로 하기 위해서는 브레이크 오버 전압 이상의 펄스를 입력시킴으로 도통 시킬 수 있어
과전압에 의해 소손되지 않는 강점을 가지고 있답니다.
SSS 심볼
이상 사이리스터에 대해 간략하게 알아보았답니다...^^
첫댓글 감사히 잘보았습니다.~
diac의 역활이 참 중요하다.라고
느꼈었습니다.
반도체들의 조합 방식에 따라 다양한 소자들이 나타나는 것 같습니다.
좋은 글 감사합니다.
사이리스터의 기본구조와 기본 동작을 알아볼까요! 글 내용중에 전류를 일정값 이하로 낮추면 단락(Turn off) 상태가 된답니다. 중에 단락 이라는 말이 맞는지요? 잘아시겠지만 단락이라는 말은 매듭, 합션=쇼트 등으로 알고 있습니다.
"잘 아시겠지만 단락이라는 말은 매듭, 합선=쇼트 등으로 알고 있습니다"
저는 잘 몰라서 단락이라는 말을 썼습니다.^^
단락이라는 말에 대해 알아볼까요?
단락이라는 단어는 다음과 같이 정의 된답니다.
단락 [段落] : 끊어짐, 마침
단락 [短絡] : 합선
여기서 표현된 단락은 위의 "단락 [段落] : 끊어짐"을 표현한것이랍니다.
그래서 문장을 보면 "단락(턴 오프: turn-off)라고 표시한것이랍니다"
이러한 단어를 "동음 이의어" 또는 "유의어"라고 하는데요...(동음 이의어 : 서로 소리는 같게 나지만 뜻이 다른 단어., 유의어 : 의미는 다르지만 형태나 표기가 같은 말)
한 분야에서만 사용되는 단어가 전체를 대변할 수 없기 때문에, 문장을 이해할 때는 "동음 이의어" 또는 "유의어"가 사용되었는지, 단어 뜻이 무엇인지를 정확하게 알아야 한답니다.
이런 문장과 단어의 뜻을 이해하는 문해력은 넓을 수록 좋습니다.^^
참고로 전기, 전자, 통신 분야의 현장에서는 햇갈리는 동음 이의어인 "단락" 보다는 "쇼트, 합선등"을 많이 사용한답니다.^^