¿Qué es un rectificador controlado de silicio?

Un rectificador controlado de silicio (SCR) es un dispositivo semiconductor diseñado para conmutar y controlar altas cargas de corriente. El SCR es esencialmente un controlador de corriente que se basa en un voltaje de disparo suministrado externamente para encenderse. Los dispositivos SCR también cuentan con un valor de corriente preestablecido por debajo del cual no conducirán incluso si están encendidos. Esto permite controlar cuándo se enciende el dispositivo y la corriente mínima que pasará. Los rectificadores controlados con silicio generalmente se usan en aplicaciones de alta corriente y alto voltaje, aunque a menudo se encuentran en sistemas de bajo voltaje, como los reguladores de lámparas.

Los SCR consisten en cuatro capas alternas de materiales semiconductores pyn. Un cable externo, conocido como la puerta, está conectado a la segunda capa p. La compuerta se usa para suministrar el voltaje de disparo que hace que el SCR se encienda y comience a conducir. Las obleas semiconductoras se forman en una pastilla compacta contenida en una carcasa de molibdeno o tungsteno. La carcasa está equipada con un perno roscado en un extremo para permitir la fijación de un disipador de calor con la puerta y los cables de entrada principal ubicados en el otro extremo.

El rectificador controlado por silicio permanecerá inactivo o abierto hasta que se reciba una compuerta predeterminada o pulso de activación, en cuyo punto el dispositivo se encenderá y permitirá que pase la corriente. Una vez encendido, el voltaje de la puerta puede eliminarse y el SCR continuará funcionando siempre que el flujo de corriente no caiga por debajo de un nivel preestablecido. Este mínimo preestablecido se conoce como la corriente de retención del dispositivo; incluso si el SCR recibe un pulso de puerta, no se encenderá si la corriente de suministro principal está por debajo de este nivel. Estas características hacen que el rectificador controlado de silicio y el componente ideal para la conmutación de corriente controlada de cerca.

El voltaje de la puerta del rectificador también es una función variable en su funcionamiento. Cada rectificador controlado por silicio tiene un umbral de voltaje de compuerta por debajo del cual el dispositivo no se activará. Esta característica brinda a los diseñadores de circuitos control y flexibilidad adicionales sobre las condiciones de conmutación de los rectificadores. El circuito de control de la puerta a menudo está equipado con un dispositivo de protección conocido como amortiguador. Esto evita que aumentos repentinos en el voltaje aplicado al rectificador induzcan el acoplamiento capacitivo en la puerta y lo enciendan inadvertidamente.

El SCR se usa generalmente en circuitos que presentan valores de corriente y voltaje muy altos. Los SCR modernos pueden cambiar cómodamente las clasificaciones de potencia de más de un millón de vatios y se han convertido en una parte integral de las conversiones de corriente alterna (CA) de alto voltaje a corriente continua (CC). Estas variantes de servicio pesado a menudo se enfrían con agua y se suspenden en grandes pilas desde los techos de las instalaciones de transferencia de energía. También se puede encontrar un SCR en aplicaciones domésticas que utilizan niveles de potencia mucho más bajos, como controladores de motor, controladores de calefacción y grandes atenuadores de luz.