विद्युतीकरण अंतर्दृष्टि: माहिर सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर)
2024-05-24 6183

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में कुशल पावर कंट्रोल स्विच के रूप में सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) फ़ंक्शन।उन्हें उनके अनूठे प्रतीक द्वारा पहचाना जाता है, जिसमें एक अतिरिक्त गेट टर्मिनल शामिल होता है जो एक-तरफ़ा वर्तमान प्रवाह की अनुमति देता है।एससीआर की गहन समझ उनके प्रभावी एकीकरण को इलेक्ट्रॉनिक डिजाइनों में सक्षम बनाती है।यह मार्ग पोस्ट एससीआर के विस्तृत निर्माण में, प्रत्येक परत और उपयोग की जाने वाली सामग्री की जांच करता है।यह परिचालन मोड की व्याख्या करता है, जिसमें गेट टर्मिनल को ट्रिगर करना वर्तमान प्रवाह को कैसे नियंत्रित करता है।विभिन्न एससीआर पैकेजों पर भी चर्चा की जाती है, सतह-माउंट से लेकर होल प्रकारों तक, विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सही एक का चयन करने पर व्यावहारिक अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।इस गाइड का पालन करके, आप प्रभावी रूप से उन्नत इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में SCRS का लाभ उठाने के लिए सुसज्जित होंगे।

सूची

चित्र 1: एससीआर प्रतीक और इसके टर्मिनल

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर प्रतीक

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) प्रतीक एक डायोड प्रतीक जैसा दिखता है, लेकिन इसमें एक अतिरिक्त गेट टर्मिनल शामिल है।यह डिज़ाइन एससीआर की क्षमता को एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देता है - एनोड (ए) से लेकर कैथोड (के) से लेकर विपरीत दिशा में इसे अवरुद्ध करता है।तीन प्रमुख टर्मिनल हैं:

एनोड (ए): वह टर्मिनल जहां वर्तमान में प्रवेश करता है जब एससीआर फॉरवर्ड-बायस्ड होता है।

कैथोड (के): वह टर्मिनल जहां वर्तमान बाहर निकलता है।

गेट (जी): नियंत्रण टर्मिनल जो एससीआर को ट्रिगर करता है।

एससीआर प्रतीक का उपयोग थिरिस्टर्स के लिए भी किया जाता है, जिनमें समान स्विचिंग विशेषताएं होती हैं।उचित पूर्वाग्रह और नियंत्रण के तरीके प्रतीक को समझने पर निर्भर करते हैं।यह मूलभूत ज्ञान डिवाइस के निर्माण और संचालन की खोज करने से पहले आवश्यक है, जो विभिन्न विद्युत सर्किटों में प्रभावी उपयोग को सक्षम करता है।

सिलिकॉन नियंत्रित सुधारक निर्माण

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) एक चार-परत सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो पी-टाइप और एन-टाइप सामग्री को वैकल्पिक करता है, जिसमें तीन जंक्शन हैं: जे 1, जे 2 और जे 3।चलो इसके निर्माण और संचालन को विस्तार से तोड़ते हैं।

परत रचना

बाहरी परतें: बाहरी पी और एन परतों को अपनी विद्युत चालकता बढ़ाने और प्रतिरोध को कम करने के लिए अशुद्धियों के साथ भारी रूप से डोप किया जाता है।यह भारी डोपिंग इन परतों को उच्च धाराओं को कुशलता से संचालित करने की अनुमति देता है, जिससे बड़े बिजली भार के प्रबंधन में एससीआर के प्रदर्शन को बढ़ाया जाता है।

मध्य परतें: आंतरिक पी और एन परतें हल्के से डोप की जाती हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास कम अशुद्धियां हैं।यह प्रकाश डोपिंग वर्तमान प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह अर्धचालक के भीतर घटाव क्षेत्रों के गठन को सक्षम करता है, जहां मोबाइल चार्ज वाहक अनुपस्थित हैं।ये कमी वाले क्षेत्र वर्तमान के प्रवाह को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण हैं, जिससे एससीआर को सटीक स्विच के रूप में कार्य करने की अनुमति मिलती है।

चित्रा 2: पी और एन परत एससीआर

टर्मिनल कनेक्शन

गेट टर्मिनल: गेट टर्मिनल मध्य पी-लेयर से जुड़ता है।गेट पर एक छोटे से करंट को लागू करना एससीआर को ट्रिगर करता है, जिससे एनोड से कैथोड तक एक बड़ा करंट प्रवाह होता है।एक बार ट्रिगर होने के बाद, एससीआर पर बनी रहती है, भले ही गेट करंट हटा दिया गया हो, बशर्ते कि एनोड और कैथोड के बीच पर्याप्त वोल्टेज हो।

एनोड टर्मिनल: एनोड टर्मिनल बाहरी पी-लेयर से जुड़ता है और मुख्य वर्तमान के लिए प्रवेश बिंदु के रूप में कार्य करता है।एससीआर के आचरण के लिए, एनोड कैथोड की तुलना में अधिक क्षमता पर होना चाहिए, और गेट को ट्रिगर करंट प्राप्त करना होगा।संचालन की स्थिति में, एससीआर से कैथोड के माध्यम से एनोड से वर्तमान प्रवाह होता है।

कैथोड टर्मिनल: कैथोड टर्मिनल बाहरी एन-लेयर से जुड़ता है और वर्तमान के लिए निकास बिंदु के रूप में कार्य करता है।जब एससीआर आयोजित किया जाता है, तो कैथोड सही दिशा में वर्तमान प्रवाह सुनिश्चित करता है, एनोड से कैथोड तक।

चित्र 3: गेट, एनोड और कैथोड टर्मिनल

सामग्री पसंद

कई फायदों के कारण एससीआर निर्माण के लिए सिलिकॉन को जर्मेनियम पर पसंद किया जाता है:

लोअर रिसाव करंट: सिलिकॉन में कम आंतरिक वाहक एकाग्रता होती है, जिसके परिणामस्वरूप रिसाव धाराएं कम होती हैं।यह दक्षता और विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से उच्च तापमान वाले वातावरण में।

उच्च थर्मल स्थिरता: सिलिकॉन जर्मेनियम की तुलना में उच्च तापमान पर काम कर सकता है, जिससे यह उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हो जाता है जहां महत्वपूर्ण गर्मी उत्पन्न होती है।

बेहतर विद्युत विशेषताएं: एक व्यापक बैंडगैप (1.1 ईवी के लिए सिलिकॉन बनाम 0.66 ईवी जर्मेनियम के लिए) के साथ, सिलिकॉन बेहतर विद्युत प्रदर्शन प्रदान करता है, जैसे कि उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज और विभिन्न परिस्थितियों में अधिक मजबूत संचालन।

उपलब्धता और लागत: सिलिकॉन जर्मेनियम की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में और सस्ता है।अच्छी तरह से स्थापित सिलिकॉन उद्योग लागत प्रभावी और स्केलेबल विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए अनुमति देता है।

चित्र 4: सिलिकॉन

जर्मेनियम के बारे में कैसे?

जर्मेनियम में सिलिकॉन की तुलना में कई कमियां हैं, जिससे यह कई अनुप्रयोगों के लिए कम उपयुक्त है।जर्मेनियम उच्च तापमान को प्रभावी रूप से सिलिकॉन के रूप में नहीं झेल सकता है।यह उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में इसके उपयोग को सीमित करता है जहां महत्वपूर्ण गर्मी उत्पन्न होती है।फिर, जर्मेनियम में एक उच्च आंतरिक वाहक एकाग्रता होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च रिसाव धाराएं होती हैं।यह बिजली की हानि को बढ़ाता है और दक्षता को कम करता है, विशेष रूप से उच्च तापमान की स्थिति में।इसके अलावा, जर्मेनियम का उपयोग अर्धचालक उपकरणों के शुरुआती दिनों में किया गया था।हालांकि, थर्मल स्थिरता और रिसाव वर्तमान में इसकी सीमाएं सिलिकॉन को व्यापक रूप से अपनाने के लिए प्रेरित करती हैं।सिलिकॉन के बेहतर गुणों ने इसे अधिकांश अर्धचालक अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा सामग्री बना दिया है।

चित्र 5: जर्मेनियम

एससीआर निर्माण के प्रकार

प्लानर कंस्ट्रक्शन

प्लानर कंस्ट्रक्शन उन उपकरणों के लिए सबसे अच्छा है जो उच्च प्रदर्शन और विश्वसनीयता प्रदान करते हुए कम बिजली के स्तर को संभालते हैं।

प्लानर निर्माण में, अर्धचालक सामग्री, आमतौर पर सिलिकॉन, प्रसार प्रक्रियाओं से गुजरती है जहां अशुद्धियों (डोपेंट) को पी-प्रकार और एन-प्रकार के क्षेत्रों के रूप में पेश किया जाता है।ये डोपेंट एक एकल, सपाट विमान में विसरित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप जंक्शनों का एक समान और नियंत्रित गठन होता है।

प्लानर निर्माण के फायदों में जंक्शनों के पार एक समान विद्युत क्षेत्र बनाना शामिल है, जो संभावित v ariat आयनों और विद्युत शोर को कम करता है, जिससे डिवाइस के प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार होता है।चूंकि सभी जंक्शन एक ही विमान में बनते हैं, इसलिए विनिर्माण प्रक्रिया को सुव्यवस्थित किया जाता है, फोटोलिथोग्राफी और नक़्क़ाशी चरणों को सरल बना दिया जाता है।यह न केवल जटिलता और लागत को कम करता है, बल्कि आवश्यक संरचनाओं को लगातार नियंत्रित करने और पुन: पेश करने के लिए आसान बनाने के लिए उपज दर में सुधार करता है।

चित्र 6: प्लानर एससीआर प्रक्रिया

मेसा कंस्ट्रक्शन

MESA SCRS उच्च-शक्ति वातावरण के लिए बनाया गया है और आमतौर पर मोटर नियंत्रण और बिजली रूपांतरण जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

जे 2 जंक्शन, एक एससीआर में दूसरा पी-एन जंक्शन, प्रसार का उपयोग करके बनाया गया है, जहां डोपेंट परमाणुओं को आवश्यक पी-प्रकार और एन-प्रकार के क्षेत्रों को बनाने के लिए सिलिकॉन वेफर में पेश किया जाता है।यह प्रक्रिया जंक्शन के गुणों पर सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति देती है।बाहरी पी और एन परतें एक मिश्र धातु प्रक्रिया के माध्यम से बनती हैं, जहां वांछित डोपेंट्स के साथ एक सामग्री सिलिकॉन वेफर पर पिघल जाती है, एक मजबूत और टिकाऊ परत बनाती है।

मेसा निर्माण के फायदों में उच्च धाराओं और वोल्टेज को अपमानित किए बिना प्रबंधित करने की क्षमता शामिल है, प्रसार और मिश्र धातु द्वारा गठित मजबूत जंक्शनों के लिए धन्यवाद।मजबूत और टिकाऊ डिजाइन बड़ी धाराओं को कुशलता से संभालने के लिए एससीआर की क्षमता को बढ़ाता है, जिससे यह उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए विश्वसनीय हो जाता है।इसके अतिरिक्त, यह विभिन्न उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जो विभिन्न उद्योगों के लिए एक बहुमुखी विकल्प प्रदान करता है।

चित्र 7: मेसा एससीआर प्रक्रिया

बाह्य निर्माण

एससीआरएस का बाहरी निर्माण स्थायित्व, प्रभावी थर्मल प्रबंधन और बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में एकीकरण में आसानी पर केंद्रित है।एनोड टर्मिनल, आमतौर पर एक बड़ा टर्मिनल या टैब, उच्च धाराओं को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है और बिजली की आपूर्ति के सकारात्मक पक्ष से जुड़ा हुआ है।कैथोड टर्मिनल, बिजली की आपूर्ति या लोड के नकारात्मक पक्ष से जुड़ा हुआ है, उच्च-वर्तमान हैंडलिंग के लिए भी डिज़ाइन किया गया है और इसे चिह्नित किया गया है।गेट टर्मिनल, जो कि चालन में एससीआर को ट्रिगर करने के लिए उपयोग किया जाता है, आमतौर पर छोटा होता है और अत्यधिक वर्तमान या वोल्टेज से नुकसान से बचने के लिए सावधानीपूर्वक हैंडलिंग की आवश्यकता होती है।

बाहरी निर्माण में एससीआर के फायदों में मोटर नियंत्रण, बिजली की आपूर्ति और बड़े रेक्टिफायर जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उनकी उपयुक्तता शामिल है, जहां वे कई अन्य अर्धचालक उपकरणों से परे बिजली के स्तर का प्रबंधन करते हैं।उनका कम ऑन-स्टेट वोल्टेज ड्रॉप बिजली के अपव्यय को कम करता है, जिससे वे ऊर्जा-कुशल अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाते हैं।गेट टर्मिनल के माध्यम से सरल ट्रिगरिंग तंत्र नियंत्रण सर्किट और सिस्टम में आसान एकीकरण के लिए अनुमति देता है।इसके अलावा, उनकी व्यापक उपलब्धता और परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाएं उनकी लागत-प्रभावशीलता में योगदान करती हैं।

सारांश में, इन विभिन्न प्रकार की एससीआर संरचनाओं का उपयोग करते समय, उपयुक्त एससीआर संरचना को विभिन्न स्थितियों के लिए चुना जा सकता है।

प्लानर निर्माण: कम-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए आदर्श।यह सर्किट में आवश्यक है जिसमें विद्युत शोर में कमी और सुसंगत प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

MESA निर्माण: उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए, गर्मी अपव्यय आवश्यकताओं और मजबूत डिजाइन आवश्यकताओं पर ध्यान दें।सुनिश्चित करें कि एससीआर ओवरहीटिंग के बिना अपेक्षित वर्तमान और वोल्टेज स्तर को संभाल सकता है।

बाहरी निर्माण: टर्मिनलों को ध्यान से संभालें, विशेष रूप से गेट टर्मिनल।सुनिश्चित करें कि कनेक्शन सुरक्षित हैं और उच्च वर्तमान प्रवाह को कुशलता से प्रबंधित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

चित्र 8: बाहरी निर्माण प्रक्रिया

परिचालन अंतर्दृष्टि

एससीआर की चार-परत संरचना एक एनपीएनपी या पीएनपीएन कॉन्फ़िगरेशन बनाती है, जो एक बार ट्रिगर होने के बाद पुनर्योजी प्रतिक्रिया लूप बनाती है, जो तब तक चालन बनाए रखती है जब तक कि वर्तमान एक विशिष्ट सीमा से नीचे गिरता है।एससीआर को ट्रिगर करने के लिए, गेट टर्मिनल पर एक छोटा सा करंट लागू करें, जे 2 जंक्शन के टूटने की शुरुआत करें और वर्तमान को एनोड से कैथोड तक प्रवाहित करने की अनुमति दें।उच्च-शक्ति एससीआर के लिए प्रभावी गर्मी प्रबंधन महत्वपूर्ण है, और एक मजबूत हीट सिंक कनेक्शन के साथ प्रेस पैक निर्माण का उपयोग करना कुशल गर्मी अपव्यय सुनिश्चित करता है, थर्मल रनवे को रोकता है और डिवाइस की दीर्घायु को बढ़ाता है।

चित्र 9: एनपीएन और पीएनपी

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर के प्राथमिक मोड

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) तीन प्राथमिक मोड में संचालित होता है: फॉरवर्ड ब्लॉकिंग, फॉरवर्ड कंडक्शन और रिवर्स ब्लॉकिंग।

आगे अवरोधक विधा

फॉरवर्ड ब्लॉकिंग मोड में, एनोड कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक है, और गेट टर्मिनल खुला छोड़ दिया जाता है।इस अवस्था में, केवल एक छोटा सा रिसाव वर्तमान एससीआर के माध्यम से बहता है, एक उच्च प्रतिरोध बनाए रखता है और महत्वपूर्ण वर्तमान प्रवाह को रोकता है।एससीआर एक खुले स्विच की तरह व्यवहार करता है, जब तक लागू वोल्टेज अपने ब्रेकओवर वोल्टेज से अधिक न हो जाए, तब तक वर्तमान को अवरुद्ध करता है।

चित्रा 10: एससीआर के माध्यम से प्रवाह

आगे की चालन विधा

फॉरवर्ड कंडक्शन मोड में, एससीआर ऑन स्टेट में संचालित और संचालित होता है।इस मोड को ब्रेकडाउन वोल्टेज से परे फॉरवर्ड बायस वोल्टेज को बढ़ाकर या गेट टर्मिनल पर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू करके प्राप्त किया जा सकता है।आगे के पूर्वाग्रह वोल्टेज को बढ़ाने के कारण जंक्शन हिमस्खलन टूटने से गुजरता है, जिससे महत्वपूर्ण वर्तमान प्रवाह की अनुमति मिलती है।कम-वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए, एक सकारात्मक गेट वोल्टेज को लागू करना अधिक व्यावहारिक है, एससीआर को आगे-पक्षपाती बनाकर चालन शुरू करना।एक बार जब एससीआर का संचालन शुरू हो जाता है, तो यह इस स्थिति में रहता है जब तक कि वर्तमान होल्डिंग करंट (आईएल) से अधिक हो जाता है।यदि वर्तमान इस स्तर से नीचे आता है, तो SCR अवरुद्ध स्थिति में लौटता है।

चित्र 11: एससीआर चालन

रिवर्स ब्लॉकिंग मोड

रिवर्स ब्लॉकिंग मोड में, कैथोड एनोड के सापेक्ष सकारात्मक है।यह कॉन्फ़िगरेशन एससीआर के माध्यम से केवल एक छोटे रिसाव वर्तमान की अनुमति देता है, जो इसे चालू करने के लिए अपर्याप्त है।एससीआर एक उच्च प्रतिबाधा राज्य को बनाए रखता है और एक खुले स्विच के रूप में कार्य करता है।यदि रिवर्स वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज (वीबीआर) से अधिक हो जाता है, तो एससीआर हिमस्खलन टूटने से गुजरता है, जिससे रिवर्स करंट को काफी बढ़ाता है और डिवाइस को संभावित रूप से नुकसान पहुंचाता है।

चित्रा 12;एससीआर रिवर्स ब्लॉकिंग मोड

विभिन्न प्रकार के एससीआर और पैकेज

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) विभिन्न प्रकार और पैकेजों में आते हैं, प्रत्येक वर्तमान और वोल्टेज हैंडलिंग, थर्मल प्रबंधन और बढ़ते विकल्पों के आधार पर विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सिलवाया जाता है।

असतत प्लास्टिक

असतत प्लास्टिक पैकेज में प्लास्टिक-संलग्न अर्धचालक से फैले तीन पिन हैं।ये किफायती प्लानर एससीआर आमतौर पर 25 ए ​​और 1000 वी तक का समर्थन करते हैं।वे कई घटकों के साथ सर्किट में आसान एकीकरण के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।स्थापना के दौरान, विश्वसनीय विद्युत कनेक्शन और थर्मल स्थिरता बनाए रखने के लिए पीसीबी को उचित पिन संरेखण और सुरक्षित टांका लगाना सुनिश्चित करें।ये एससीआर कम से मध्यम-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं जहां कॉम्पैक्ट आकार और लागत दक्षता आवश्यक हैं।

प्लास्टिक मॉड्यूल

प्लास्टिक मॉड्यूल में एक एकल मॉड्यूल के भीतर कई उपकरण होते हैं, जो 100 ए तक धाराओं का समर्थन करते हैं।ये मॉड्यूल सर्किट एकीकरण को बढ़ाते हैं और बेहतर थर्मल प्रबंधन के लिए सीधे गर्मी के लिए गर्म किया जा सकता है।बढ़ते समय, गर्मी अपव्यय को बढ़ाने के लिए मॉड्यूल और हीट सिंक के बीच थर्मल यौगिक की एक समान परत लागू करें।ये मॉड्यूल मध्यम से उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जहां अंतरिक्ष और थर्मल दक्षता महत्वपूर्ण हैं।

स्टड बेस

स्टड बेस एससीआरएस में सुरक्षित बढ़ते के लिए एक थ्रेडेड बेस है, जो कम थर्मल प्रतिरोध और आसान स्थापना प्रदान करता है।वे पूर्ण वोल्टेज क्षमताओं के साथ 5 ए से 150 ए तक की धाराओं का समर्थन करते हैं।हालांकि, इन एससीआर को हीट सिंक से आसानी से अलग नहीं किया जा सकता है, इसलिए अनपेक्षित विद्युत कनेक्शन से बचने के लिए थर्मल डिजाइन के दौरान इस पर विचार करें।क्षति से बचने के लिए स्टड को कसने और इष्टतम थर्मल संपर्क सुनिश्चित करने के लिए उचित टोक़ विनिर्देशों का पालन करें।

चित्र 13: संख्या दूरी के साथ SCR स्टड बेस

समतल आधार

फ्लैट बेस एससीआर स्टड बेस एससीआर के बढ़ते आसानी और कम थर्मल प्रतिरोध की पेशकश करता है, लेकिन इसमें गर्मी सिंक से एससीआर को अलग करने के लिए इन्सुलेशन शामिल है।यह सुविधा कुशल थर्मल प्रबंधन को बनाए रखते हुए विद्युत अलगाव की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है।ये एससीआर 10 ए और 400 ए के बीच धाराओं का समर्थन करते हैं।स्थापना के दौरान, सुनिश्चित करें कि इन्सुलेशन परत विद्युत अलगाव को बनाए रखने के लिए बरकरार है और अप्रकाशित है।

प्रेस पैक

प्रेस पैक एससीआर को उच्च-वर्तमान (200 ए और उससे ऊपर) और उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों (1200 वी से अधिक) के लिए डिज़ाइन किया गया है।वे एक सिरेमिक लिफाफे में संलग्न हैं, उत्कृष्ट विद्युत अलगाव और बेहतर थर्मल प्रतिरोध प्रदान करते हैं।इन एससीआर को उचित विद्युत संपर्क और थर्मल चालकता सुनिश्चित करने के लिए सटीक यांत्रिक दबाव की आवश्यकता होती है, आमतौर पर विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए क्लैंप का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।सिरेमिक आवरण भी यांत्रिक तनाव और थर्मल साइकिलिंग से डिवाइस की रक्षा करता है, जिससे वे औद्योगिक और उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं जहां विश्वसनीयता और स्थायित्व सर्वोपरि है।

व्यावहारिक ऑपरेशन अंतर्दृष्टि ：

असतत प्लास्टिक एससीआर के साथ काम करते समय, सटीक पिन संरेखण और स्थिर कनेक्शन के लिए सुरक्षित टांका लगाने पर ध्यान केंद्रित करें।प्लास्टिक मॉड्यूल के लिए, इष्टतम गर्मी अपव्यय के लिए थर्मल यौगिक का एक समान अनुप्रयोग सुनिश्चित करें।स्टड बेस एससीआर के साथ, क्षति से बचने और प्रभावी थर्मल संपर्क प्राप्त करने के लिए टॉर्क विनिर्देशों का पालन करें।फ्लैट बेस एससीआर के लिए, विद्युत अलगाव सुनिश्चित करने के लिए इन्सुलेशन परत की अखंडता को बनाए रखें।अंत में, प्रेस पैक एससीआर के साथ, उचित संपर्क और गर्मी प्रबंधन सुनिश्चित करने के लिए विशेष क्लैंप का उपयोग करके सही यांत्रिक दबाव लागू करें।

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर ओपनिंग विधि

चित्र 14: एससीआर ऑपरेशन चालू

एससीआर चालन को सक्रिय करने के लिए, एनोड करंट को एक महत्वपूर्ण सीमा को पार करना चाहिए, जो पुनर्योजी कार्रवाई शुरू करने के लिए गेट करंट (आईजी) को बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है।

गेट और कैथोड यह सुनिश्चित करके शुरू करें कि सर्किट से सही तरीके से जुड़े हुए हैं, यह सत्यापित करते हुए कि सभी कनेक्शन किसी भी ढीले संपर्कों या गलतफहमी से बचने के लिए सुरक्षित हैं।परिवेश और जंक्शन तापमान दोनों की निगरानी करें, क्योंकि उच्च तापमान एससीआर के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है, पर्याप्त शीतलन या गर्मी अपव्यय उपायों की आवश्यकता है।

फिर, एक सटीक वर्तमान स्रोत का उपयोग करके एक नियंत्रित गेट करंट (IG) को लागू करना शुरू करें, धीरे -धीरे IG को बढ़ाकर SCR की प्रतिक्रिया की एक चिकनी संक्रमण और आसान निगरानी की अनुमति दें।चूंकि IG धीरे -धीरे बढ़ जाता है, एनोड करंट में प्रारंभिक वृद्धि का निरीक्षण करें, गेट करंट के लिए SCR की प्रतिक्रिया को दर्शाता है।जब तक पुनर्योजी कार्रवाई नहीं देखी जाती है, तब तक आईजी को बढ़ाना जारी रखें, एनोड करंट में एक महत्वपूर्ण वृद्धि द्वारा चिह्नित, यह दर्शाता है कि एससीआर चालन मोड में प्रवेश कर रहा है।अनावश्यक बिजली अपव्यय और संभावित क्षति को रोकने के लिए गेट को ओवरड्राइव किए बिना चालन को बनाए रखने के लिए गेट करंट को पर्याप्त बनाए रखें।सुनिश्चित करें कि एनोड और कैथोड के बीच उपयुक्त वोल्टेज लागू किया जाता है, इस वोल्टेज की निगरानी करते हुए ब्रेकओवर पॉइंट को पार करने से बचने के लिए जब तक कि विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए जानबूझकर आवश्यक न हो।

अंत में, पुष्टि करें कि एससीआर चालन मोड में लेट गया है, जहां यह गेट करंट कम होने पर भी रहेगा।यदि आवश्यक हो, तो एससीआर की पुष्टि करने के बाद गेट करंट (आईजी) को कम करें, क्योंकि यह प्रवाहकत्त्व में तब तक रहेगा जब तक कि एनोड वर्तमान स्तर के नीचे होल्डिंग वर्तमान स्तर के नीचे बूंद नहीं हो जाता।

सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर समापन विधि

चित्र 15: एससीआर ऑपरेशन बंद करना

एक सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) को बंद करने में होल्डिंग वर्तमान स्तर के नीचे एनोड वर्तमान को कम करना शामिल है, एक प्रक्रिया जिसे कम्यूटेशन के रूप में जाना जाता है।दो प्राथमिक प्रकार के कम्यूटेशन हैं: प्राकृतिक और मजबूर।

प्राकृतिक कम्यूटेशन तब होता है जब एसी की आपूर्ति स्वाभाविक रूप से शून्य हो जाती है, जिससे एससीआर बंद हो जाता है।यह विधि एसी सर्किट में निहित है जहां वर्तमान समय -समय पर शून्य पार करता है।व्यावहारिक रूप से, एक एसी सर्किट की कल्पना करें जहां वोल्टेज और वर्तमान तरंगों को समय -समय पर शून्य तक पहुंचते हैं।जैसा कि वर्तमान शून्य पर पहुंचता है, एससीआर किसी भी बाहरी हस्तक्षेप के बिना स्वाभाविक रूप से आचरण और बंद हो जाता है।यह आमतौर पर मानक एसी पावर अनुप्रयोगों में देखा जाता है।

मजबूर कम्यूटेशन सक्रिय रूप से एससीआर को बंद करने के लिए एनोड करंट को कम करता है।यह विधि डीसी सर्किट या स्थितियों के लिए आवश्यक है जहां वर्तमान स्वाभाविक रूप से शून्य तक नहीं गिरता है।इसे प्राप्त करने के लिए, एक बाहरी सर्किट पल -पल करंट को एससीआर से दूर कर देता है या एक रिवर्स बायस का परिचय देता है।उदाहरण के लिए, एक डीसी सर्किट में, आप एक कम्यूटेशन सर्किट का उपयोग कर सकते हैं जिसमें कैपेसिटर और इंडक्टर्स जैसे घटक शामिल हैं, जो एससीआर में एक क्षणिक रिवर्स वोल्टेज बनाने के लिए हैं।यह कार्रवाई एनोड करंट को होल्डिंग स्तर से नीचे गिराने के लिए मजबूर करती है, एससीआर को बंद कर देती है।विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए इस तकनीक को सटीक समय और नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

सिलिकॉन नियंत्रित सुधारक के लाभ

उच्च दक्षता और नीरव संचालन

एससीआर यांत्रिक घटकों के बिना काम करता है, घर्षण और पहनने को समाप्त करता है।इससे नीरव संचालन होता है और विश्वसनीयता और दीर्घायु को बढ़ाता है।जब उचित गर्मी के सिंक से सुसज्जित होते हैं, तो SCRS कुशलता से गर्मी अपव्यय का प्रबंधन करते हैं, विभिन्न अनुप्रयोगों में उच्च दक्षता बनाए रखते हैं।एक शांत वातावरण में एक एससीआर स्थापित करने की कल्पना करें जहां यांत्रिक शोर विघटनकारी होगा;एससीआर का मूक संचालन एक महत्वपूर्ण लाभ बन जाता है।इसके अतिरिक्त, विस्तारित ऑपरेशन के दौरान, यांत्रिक पहनने की अनुपस्थिति कम रखरखाव की जरूरतों और एक लंबे जीवनकाल में योगदान देती है।

अत्यधिक उच्च स्विचिंग गति

SCRS नैनोसेकंड के भीतर चालू और बंद हो सकता है, जिससे उन्हें तेजी से प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बना दिया जा सकता है।यह उच्च गति स्विचिंग जटिल इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में बिजली वितरण पर सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति देता है।उदाहरण के लिए, एक उच्च-आवृत्ति बिजली की आपूर्ति में, स्विच करने की क्षमता जल्दी से यह सुनिश्चित करती है कि सिस्टम स्थिर आउटपुट को बनाए रखते हुए, लगभग तुरंत लोड स्थितियों में परिवर्तन का जवाब दे सकता है।

उच्च वोल्टेज और वर्तमान रेटिंग हैंडलिंग

एससीआरएस को बड़े वोल्टेज और धाराओं को नियंत्रित करने के लिए केवल एक छोटे से गेट करंट की आवश्यकता होती है, जिससे वे बिजली प्रबंधन में अत्यधिक कुशल हो जाते हैं।वे उच्च शक्ति भार का प्रबंधन कर सकते हैं, जिससे उन्हें औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाया जा सकता है जहां उच्च वोल्टेज और वर्तमान आम हैं।

संविदा आकार

एससीआर का छोटा आकार विभिन्न सर्किट डिजाइनों में आसान एकीकरण के लिए अनुमति देता है, डिजाइन लचीलापन बढ़ाता है।उनकी कॉम्पैक्ट और मजबूत प्रकृति लंबे समय तक विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करती है, यहां तक ​​कि मांग की स्थिति में भी।व्यावहारिक रूप से, इसका मतलब है कि एक घनी भरी नियंत्रण कक्ष में, एससीआर को महत्वपूर्ण स्थान की आवश्यकता के बिना आसानी से फिट किया जा सकता है, अधिक सुव्यवस्थित और कुशल डिजाइनों के लिए अनुमति देता है।

सिलिकॉन नियंत्रित सुधारक के नुकसान

एकतर -वर्तमान प्रवाह

SCRS केवल एक दिशा में वर्तमान का संचालन करता है, जिससे वे द्विदिश वर्तमान प्रवाह की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं।यह एसी सर्किट में उनके उपयोग को सीमित करता है जहां द्विदिश नियंत्रण आवश्यक है, जैसे कि इन्वर्टर सर्किट या एसी मोटर ड्राइव में।

द्वार वर्तमान आवश्यकता

एससीआर को चालू करने के लिए, एक पर्याप्त गेट करंट की आवश्यकता होती है, अतिरिक्त गेट ड्राइव सर्किटरी की आवश्यकता होती है।यह समग्र प्रणाली की जटिलता और लागत को बढ़ाता है।व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, गेट करंट को सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त रूप से आपूर्ति की जाती है, जिसमें विफलताओं को ट्रिगर करने से बचने के लिए सटीक गणना और विश्वसनीय घटक शामिल हैं।

स्विचिंग गति

एससीआर में ट्रांजिस्टर जैसे अन्य अर्धचालक उपकरणों की तुलना में अपेक्षाकृत धीमी गति से स्विचिंग गति होती है, जो उन्हें उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए कम उपयुक्त बनाती है।उच्च गति स्विचिंग बिजली की आपूर्ति में, उदाहरण के लिए, एससीआर की धीमी स्विचिंग गति से अक्षमताएं हो सकती हैं और थर्मल प्रबंधन आवश्यकताओं में वृद्धि हो सकती है।

टर्न-ऑफ समय

एक बार चालू होने के बाद, SCRS तब तक संचालित रहता है जब तक कि वर्तमान एक निश्चित सीमा से नीचे नहीं आता।यह विशेषता सर्किट में एक नुकसान हो सकता है जहां टर्न-ऑफ समय के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जैसे कि चरण-नियंत्रित रेक्टिफायर में।ऑपरेटरों को अक्सर एससीआर को बंद करने के लिए मजबूर करने के लिए जटिल कम्यूटेशन सर्किट डिजाइन करने की आवश्यकता होती है, जो समग्र सिस्टम जटिलता को जोड़ती है।

गर्मी लंपटता

SCRS ऑपरेशन के दौरान महत्वपूर्ण गर्मी उत्पन्न करता है, खासकर जब उच्च धाराओं को संभालते हैं।पर्याप्त शीतलन और गर्मी अपव्यय तंत्र, जैसे कि हीटसिंक और शीतलन प्रशंसक, आवश्यक हैं।

सुव्यवस्थित प्रभाव

एक एससीआर चालू होने के बाद, यह संवाहक अवस्था में ले जाता है और इसे गेट सिग्नल द्वारा बंद नहीं किया जा सकता है।SCR को बंद करने के लिए वर्तमान को होल्डिंग करंट के नीचे बाहरी रूप से कम किया जाना चाहिए।यह व्यवहार नियंत्रण सर्किटरी को जटिल करता है, विशेष रूप से चर लोड अनुप्रयोगों में जहां वर्तमान स्तरों पर सटीक नियंत्रण बनाए रखना आवश्यक है।ऐसे परिदृश्यों में, इंजीनियरों को ऐसे सर्किट डिजाइन करना चाहिए जो एससीआर को बंद करने के लिए आवश्यक होने पर वर्तमान को कम कर सकते हैं।

संभोग आवश्यकताएँ

एसी सर्किट में, एससीआरएस को प्रत्येक आधे-चक्र के अंत में कम्यूटेट (बंद) करने की आवश्यकता होती है, जिसमें अतिरिक्त कम्यूटेशन सर्किट की आवश्यकता होती है, जैसे कि गुंजयमान सर्किट या मजबूर कम्यूटेशन तकनीक।यह सिस्टम में जटिलता और लागत जोड़ता है।

DV/dt और di/dt के प्रति संवेदनशीलता

एससीआर वोल्टेज (डीवी/डीटी) और वर्तमान (डीआई/डीटी) के परिवर्तन की दर के प्रति संवेदनशील हैं।तेजी से परिवर्तन अनजाने में एससीआर को ट्रिगर कर सकते हैं, इस तरह के आयोजनों से बचाने के लिए स्नबर सर्किट के उपयोग की आवश्यकता है।डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि स्नबर सर्किट ठीक से आकार के हैं और झूठे ट्रिगर को रोकने के लिए कॉन्फ़िगर किए गए हैं, विशेष रूप से शोर विद्युत वातावरण में।

शोर संवेदनशीलता

SCRS विद्युत शोर के प्रति संवेदनशील हो सकता है, जिससे गलत ट्रिगर हो सकता है।विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए इसके लिए सावधान डिजाइन और अतिरिक्त फ़िल्टरिंग घटकों, जैसे कि कैपेसिटर और इंडक्टर्स की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

SCRS को समझने में उनके प्रतीकों, परत रचनाओं, टर्मिनल कनेक्शन और सामग्री विकल्पों की जांच करना शामिल है, जो उच्च धाराओं और वोल्टेज के प्रबंधन में उनकी सटीकता को उजागर करता है।अलग -अलग एससीआर पैकेज, असतत प्लास्टिक से लेकर प्रेस पैक तक, विशिष्ट अनुप्रयोगों को पूरा करते हैं, उचित स्थापना और थर्मल प्रबंधन पर जोर देते हैं।परिचालन मोड -फॉरवर्ड ब्लॉकिंग, फॉरवर्ड कंडक्शन, और रिवर्स ब्लॉकिंग - विभिन्न सर्किट कॉन्फ़िगरेशन में बिजली को विनियमित करने के लिए अपनी क्षमता को प्रभावित करते हैं।मास्टरिंग एससीआर सक्रियण और निष्क्रियता तकनीक पावर कंट्रोल सिस्टम में विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।उच्च दक्षता, तेजी से स्विचिंग, और एससीआर का कॉम्पैक्ट आकार उन्हें औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स दोनों में आवश्यक बनाता है, जो बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न [FAQ]

1. सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर) के लिए क्या उपयोग किया जाता है?

विद्युत सर्किट में शक्ति को नियंत्रित करने के लिए एक एससीआर का उपयोग किया जाता है।यह एक स्विच के रूप में कार्य करता है जो विद्युत प्रवाह के प्रवाह को चालू और बंद कर सकता है।सामान्य अनुप्रयोगों में मोटर गति को विनियमित करना, प्रकाश डिमर्स को नियंत्रित करना और हीटर और औद्योगिक मशीनरी में शक्ति का प्रबंधन करना शामिल है।जब एक एससीआर को एक छोटे इनपुट सिग्नल द्वारा ट्रिगर किया जाता है, तो यह एक बड़े करंट को प्रवाहित करने की अनुमति देता है, जिससे यह उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में प्रभावी हो जाता है।

2. SCR में सिलिकॉन का उपयोग क्यों किया जाता है?

सिलिकॉन का उपयोग इसके अनुकूल विद्युत गुणों के कारण एससीआर में किया जाता है।इसमें एक उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज, अच्छा थर्मल स्थिरता है, और उच्च धाराओं और बिजली के स्तर को संभाल सकता है।सिलिकॉन एक कॉम्पैक्ट और विश्वसनीय अर्धचालक डिवाइस के निर्माण के लिए भी अनुमति देता है जिसे सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।

3. एससीआर नियंत्रण एसी या डीसी है?

एससीआर एसी और डीसी शक्ति दोनों को नियंत्रित कर सकता है, लेकिन वे आमतौर पर एसी अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।एसी सर्किट में, एससीआरएस वोल्टेज के चरण कोण को नियंत्रित कर सकता है, जिससे लोड को वितरित शक्ति को समायोजित किया जा सकता है।यह चरण नियंत्रण प्रकाश डिमिंग और मोटर गति विनियमन जैसे अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है।

4. मुझे कैसे पता चलेगा कि मेरा एससीआर काम कर रहा है?

यह जांचने के लिए कि क्या एससीआर काम कर रहा है, आप कुछ परीक्षण कर सकते हैं।सबसे पहले, दृश्य निरीक्षण।किसी भी शारीरिक क्षति के लिए देखें, जैसे कि जलन या दरारें।फिर, आगे और रिवर्स प्रतिरोध की जांच करने के लिए एक मल्टीमीटर का उपयोग करें।एक एससीआर को ट्रिगर होने पर आगे में रिवर्स और कम प्रतिरोध में उच्च प्रतिरोध दिखाना चाहिए।अगला, एक छोटा गेट करंट लागू करें और देखें कि क्या एससीआर एनोड और कैथोड के बीच का संचालन करता है।जब गेट सिग्नल को हटा दिया जाता है, तो एससीआर को सही तरीके से काम करने पर संचालन जारी रखना चाहिए।

5. एससीआर की विफलता का क्या कारण है?

एससीआर विफलता के सामान्य कारण ओवरवॉल्टेज, ओवरक्रैक, गेट सिग्नल मुद्दे और थर्मल तनाव हैं।अत्यधिक वोल्टेज अर्धचालक सामग्री को तोड़ सकता है।बहुत अधिक करंट ओवरहीटिंग का कारण बन सकता है और डिवाइस को नुकसान पहुंचा सकता है।बार -बार हीटिंग और शीतलन चक्र यांत्रिक तनाव का कारण बन सकता है और विफलता का कारण बन सकता है।अनुचित या अपर्याप्त गेट सिग्नल उचित संचालन को रोक सकते हैं।

6. SCR के लिए न्यूनतम वोल्टेज क्या है?

एससीआर को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, जिसे गेट ट्रिगर वोल्टेज कहा जाता है, आमतौर पर लगभग 0.6 से 1.5 वोल्ट होता है।यह छोटा वोल्टेज एससीआर को चालू करने के लिए पर्याप्त है, जिससे यह एनोड और कैथोड के बीच एक बहुत बड़ा वर्तमान संचालित करने की अनुमति देता है।

7. एससीआर का उदाहरण क्या है?

एससीआर का एक व्यावहारिक उदाहरण 2N6509 है।इस एससीआर का उपयोग विभिन्न पावर कंट्रोल एप्लिकेशन में किया जाता है, जैसे कि लाइट डिमर्स, मोटर स्पीड कंट्रोल और पावर सप्लाई।यह 800V के शिखर वोल्टेज और 25A के निरंतर वर्तमान को संभाल सकता है, जिससे यह औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयुक्त हो सकता है।