Кремниевый управляемый ключ (SCS): проектирование, работа и принудительная коммутация

Включение дополнительного внешнего вывода в классическую эквивалентную схему SCR дает кремниевый управляемый ключ (SCS). Дополнительный вывод, соединенный с базой верхнего транзистора и коллектором нижнего транзистора, предоставляет дополнительную степень контроля, особенно позволяя принудительную коммутацию, когда прибор должен быть выключен до падения тока ниже удерживающего значения.

Кремниевый Управляемый Ключ (SCS)

Когда внешний сигнал приводит SCS в выключенное состояние, это называется принудительной коммутацией. В изображенной схеме пуска/остановки мотора мотор находится в анодно-затворном контуре. Хотя это может показаться контринтуитивным, анодный вывод должен быть точкой коммутации; поэтому мотор не может быть помещен последовательно с анодным терминалом.

SCS: схема пуск/остановка мотора, эквивалентное двухтранзисторное представление.

Активация кнопки «вкл» прямо-смещает база-эмиттерный переход нижнего транзистора через катод-затвор к катодному напряжению, включая его. Одновременно верхний транзистор готов к проведению, потому что существует путь тока от его эмиттера (анод SCS) через резистор R2 к положительному питанию. Как и с SCR, оба транзистора поддерживают друг друга в включенном состоянии. Нижний транзистор затем несет нагрузочный ток мотора, инициализируя работу мотора. Мотор может быть остановлен прерыванием питания (естественная коммутация), но SCS также предлагает принудительную коммутацию: замыкание анода на катод удаляет эмиттерный ток от верхнего транзистора, прекращая базовый ток к нижнему транзистору. Когда нижний транзистор выключается, включенное состояние верхнего транзистора теряется, и мотор останавливается. SCS остается выключенным до повторного нажатия кнопки «вкл».

Ключевые выводы

• SCS по сути SCR с дополнительным затворным терминалом.
• Нагрузочный ток течет через анод-затвор и катодные выводы; катод-затвор и анод обеспечивают контроль.
• Приложите положительное катод-затвор к катодному напряжению для включения SCS; приложите отрицательное анодно-катодное напряжение или закоротките их для принудительного выключения.
• Поддерживайте положительный анод относительно катода для защелкивания прибора.

[^1] Для дальнейшего чтения о техниках принудительной коммутации обратитесь к стандартным учебникам по полупроводниковым приборам.