44. 사이리스터와 트라이악의 기본 동작

사이리스터의 기본 동작

사이리스터(Thyristor)는 게이트(G)에서 캐소드(K)에 게이트 전류를 흘리면 아노드(A)와 캐소드(K) 사이에 전기가 통하게 할 수 있는 3단자 반도체 정류소자입니다. SCR(Silicon Controlled Rectifier)라고도 합니다. 구조는 p형, n형, p형, n형 순으로 반도체를 적층시킨 pnpn 구조를 채용합니다. p형 반도체에서 게이트 단자를 빼낸 소자를 p게이트 제품, n형 반도체에서 게이트 단자를 뺀 소자를 n게이트 제품이라고 합니다. 원리는 그림과 같이 pnp 트랜지스터와 npn 트랜지스터를 조합한 복합 회로와 등가가 됩니다. 동작 원리를 자세하게 살펴봅시다. 게이트에서 일정한 전류를 흘리면 아노드와 캐소드 사이가 통전(턴 온)하여 그대로 통전 상태를 유지합니다. 통전 상태를 정지(턴 오프)시키려면 아노드와 캐소드 사이의 전류를 일정 값 이하로 낮출 필요가 있습니다. 이러한 특징을 이용하여 한번 통전 상태로 전환하면 통과 전류가 영(0)이 될 때까지 그 통전 상태를 유지할 필요가 있는 용도에 사용되고 있습니다.

트라이악

사이리스터는 한 방향의 온/오프 제어를 실현하는 소자이지만 그것을 쌍방향 온/오프 제어가 가능하도록 개량한 소자가 트라이악(TRIAC)입니다. 트라이악은 2개의 사이리스터를 역병렬로 접속하여 쌍방향 전류를 흘릴 수 있도록 한 소자입니다. 교류와 직류로 사용할 수 있습니다. 그러나 실제로는 단순히 사이리스터를 2개 접속하여 구성하고 있지 않고 그림에 나타낸 바와 같이 모노리식 구조로 되어 있습니다. 또한, 트라이악(TRIAC)은 1964년에 미국 GeneralElectric(제너럴 일렉트릭)사가 업계에서 최초로 발매했을 때의 제품명인 ‘Triode AC Switch’를 줄인 용어입니다.

사이리스터의 최대 정격

Terminology	Symbol	Unit	Explanation
Peak repeat OFF voltage		V	The maximum voltage value repeated between A-K
Peak repeat reverse voltage		V	The maximum reverse voltage value of repeated between A-K
Non-repetitive peak off-state voltage		V	Non repetitive maximum voltage value between A-K
Peak non repetitive reverse voltage		V	Non repetitive maximum reverse voltage value between A-K
Average on current		A	Average ON current that can be continuously drawn
RMS Forward Current		A	Continuously drawn RMS value of ON current
Peak gate dissipation		W	Maximum momentary value of gate electricity consumption
Mean gate power loss		W	Average value of tolerable gate power consumption

Electrical characteristic of thyristor

용　　어	약호	단위	설　　명
피크 반복 오프 전압		V	A-K 사이에 반복해서 걸리는 최대 전압값
피크 반복 역전압		V	A-K 사이에 반복해서 걸리는 역전압의 최대 전압값
피크 비반복 오프 전압		V	A-K 사이에 반복하지 않고 걸리는 최대 전압값
피크 비반복 역전압		V	A-K 사이에 반복하지 않고 걸리는 역전압의 최대 전압값
평균 ON 전류		A	연속해서 흐를 수 있는 ON 전류의 평균값
실효 ON 전류		A	연속해서 흐를 수 있는 ON 전류의 실효값
피크 게이트 손실		W	게이트 소비 전력의 최대 순간값
평균 게이트 손실		W	견딜 수 있는 게이트 소비 전력의 평균값