ダイオードとSCR(サイリスタ)の主な違いは何ですか？
ダイオードとサイリスタは、どちらも電流の流れを制御する半導体スイッチです。 それらは敏感な装置を制御し、保護するのに電源および他の電子工学回路で使用される単方向スイッチである。 ダイオードとサイリスタは両方とも整流に使用され、サイリスタは制御ダイオードと呼ぶことができるなど、いくつかの類似点を共有しています。 しかし、それらは構造、作業、評価、および用途に基づいて互いに非常に異なっています。
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ダイオードとサイリスタの違いのリストに入る前に、最初にそれらの基本について説明しましょう。
目次
ダイオード
ダイオードは、一方向のみの電流を可能にする電子スイッチです。 これは、主にACをDCに整流するために使用される制御されていない単方向スイッチです。 それは2つの半導体層を持ち、陽極と陰極と呼ばれる2つの端子を持っています。 それは陽極からの陰極への流れを可能にし、陰極からの陽極への現在の流れを妨げます。
ダイオードは、P型とN型の二つの層の半導体材料の組み合わせから作られています。 P領域に接続された端子は陽極と呼ばれ、N領域に接続された端子は陰極と呼ばれます。 Ｐ領域とＮ領域との境界はＰ ｎ接合と呼ばれる。 したがって、ダイオードには1つのPN接合があります。
ダイオードは順方向バイアスで電流を伝導し、逆方向バイアスで電流を遮断します。 順方向バイアス状態では、P領域（陽極）はN領域（陰極）よりも高い電位（電圧）に接続されます。 逆バイアスされた状態では、陰極は陽極よりも高い電圧に接続されます。
P領域は正孔を多数キャリアとし、N領域は電子を多数キャリアとする。 PN接合の間には空乏領域があり、電流の流れは許されません。 正孔は正電荷または負電荷の不在であり、電子は負電荷である。 私たちは、電荷のように反発し、電荷とは異なり、お互いを引き付けることを知っています。 ダイオードは同じ原理で動作します。
順方向バイアス状態では、p領域は+に接続され、n領域はバッテリの-端子に接続されます。 バッテリーは、2つの領域の間の引力を引き起こす大部分の充電キャリアをプッシュします。 この引力は空乏領域の幅を減少させ，電荷キャリアが接合部を横断する経路を作り出す。
逆バイアスされた状態では、バッテリの極性が逆になります。 バッテリーの電位は、それぞれの領域から大部分の充電キャリアを引っ張ります。 これにより、領域が引き離され、空乏領域の幅が増加する。 電荷キャリアは空乏領域を通過できない。 したがって、ダイオードは逆バイアスで導通しません。
ダイオードには多くの種類があり、各タイプは異なる用途に使用されています。 これらのダイオードのいくつかは、LED”発光ダイオード”、ツェナーダイオード、アバランシェダイオード、フォトダイオード、半導体レーザー、バラクタ、トンネルダイオードおよび基本的なPINダイオード等あります。
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SCR（サイリスタ）
SCRまたはシリコン制御整流器はサイリスタファミリーの一員です。 それは一般にサイリスタとして知られています。 3つのターミナルがあり、4つの層から成っているのは半導体によって制御される単方向スイッチである。 それは名前によって提案される管理された切換えのDCにACを変える。
陽極（A）、陰極（C）、ゲート（G）の3つの端子を持っています。 アノードとカソードは電流の伝導に使用される主端子であり、ゲート端子はSCRのトリガまたは焼成に使用される制御端子です。
PNPN構造を形成するP型とN型の半導体材料の交互の層からなる四層のデバイスです。 従って、それは3つのPNの接続点を有する。 陽極端子は外部P領域に接続され、陰極は外部N領域に接続されています。 ゲートが中間のP領域と接続されている間。
以下の図は、サイリスタの構造と記号表現を示しています。
SCRは3つのモードで働きます:前方妨害、前方伝導および逆の妨害モード。 順方向ブロッキング-モードでは、SCRはゲートでトリガ-パルスなしで順方向バイアスで接続されます。 このモードでは、SCRは実行しません。
逆ブロッキングモードでは、SCRは逆バイアスで接続されます。 制御信号があっても、このモードではSCRは導通しません。
順方向導通モードでは、SCRは順方向バイアスで接続され、ゲート端子にトリガパルスを印加することによってトリガされます。 順方向伝導は、電圧がその絶縁破壊電圧を超えた場合にも発生しますが、破壊的な方法であり、デバイスを損傷する可能性があります。
SCRが順方向バイアスで接続されている場合、すなわちアノードの電位がカソードの電位よりも高い場合、図(b)に示すように、端部の二つの接合は順方向バイアスになり、中間接合は逆バイアスになる。 逆バイアスされた接合部では電流が許容されません。 正の電圧パルスをゲートに印加すると、接合部が順方向バイアスで回転し、電流が陽極から陰極に流れる経路が作成されます。
SCRが順方向導通モードの場合、ゲートパルスを削除してもオフにはなりません。 しかし、電流が「保持電流」の限界を下回るように、陽極と陰極の間の電圧を下げる必要があります。 そうすることによって、SCRは電流の流れを壊し、妨害モードに入る。
サイリスタはラッチ装置であり、スイッチがオンになったときにゲート信号があるかどうかにかかわらずスイッチがオンのままになることを意味します。 それは伝導を開始するために瞬間的なパルスを必要とするだけです。 伝導状態を壊すにはゼロ交差が必要です。
サイリスタはゲート信号を除去しても導通を停止しないため、コマンド時にサイリスタをオフにするための余分な回路が必要です。
SCRは主に制御された整流のために使用され、ランプの調光、レギュレータ、モータ制御などの任意の負荷に供給される電力を制御するために使用されます。
SCRは大きい電力を管理し、制御するために使用される従ってキロワットで評価される。 そしてそれらはダイオードと比較して大きさが大きいです。
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ダイオードとSCR(サイリスタ)の主な違い
サイリスタ(scr)。
| ダイオード | SCR(サイリスタ) |
| これは、ACをDCに変換する制御されていない半導体スイッチです。 | ACをDCに変換する制御された半導体スイッチです。 |
| それは陽極と陰極の2つの端子を持っています。 | アノード、カソード、ゲートの三つの端子を持っています。 |
| それは2つの半導体層PとNを持っています。 | それは二つのPと二つのN層を有する4つの交互の半導体層を持っています。 |
| その構造はPNです。 | PNPNにおけるその構造。 |
| それは1つのPN接続点を有する。 | 3つのPN接合を持っています。 |
| それは電圧が0を超過するとき伝導を始めます。ゲルマニウムの場合は4v、シリコンダイオードの場合は0.7vです。 | ゲートパルスが供給されると導通を開始します。 |
| それは低い操作電圧を有する。 | 高い動作電圧を持っています。 |
| 出力電力は制御できません。 | 発射角度を変えることで出力電力を制御することができます。 |
| それは比較的低い電力定格を持っています。 | それは非常に高い電力定格を持っています。 |
| それは低い電力の損失を有する。 | それはより高い電力損失を持っています。 |
| 順方向バイアスで電流を遮断することはできません。 | 順方向バイアスで電流を遮断することができます。 |
| それはサイズが小さいです。 | サイズは大きめです。 |
| それはSCRより安いです。 | 高いですね。 |
| ダイオードは切抜き、締め金で止めること、改正、回路保護、光源、センサー、等を含むさまざまな適用のために使用されます。 | SCRは制御された整流、高電圧および電力アプリケーションの電力管理に使用されます。 |
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ダイオードの特性と特性&SCR(サイリスタ)
以下の特性により、ダイオードとSCR”サイリスタ”の特性と用途が異なります。
構造
- ダイオードは、PN構造を形成するために、P型とN型の半導体材料の二層で作られています。
- SCRは4つの交互の半導体層で構成され、PNPN構造を形成しています。
端子
- ダイオードには陽極と陰極の二つの端子があります。
- SCRにはアノード、カソード、ゲートの三つの端子があります。
PN接合
- ダイオードにはPN接合が一つしかありません。
- SCRには3つのPN接合があります。
動作
- ゲルマニウムまたはシリコンの電圧がそれぞれ0.4または0.7ボルトを超えると、ダイオードは一方向のみで導通を開始します。
- SCRは正のゲートパルスが供給されている場合にのみ順方向バイアスで導通を開始します。
順方向ブロッキング
- ダイオードが順方向バイアスで接続されている場合、電流をブロックすることはできません。
- SCRは、ゲート信号が提供されていない場合、順方向バイアスの電流の流れをブロックすることができます。 このモードは、順方向ブロックモードと呼ばれます。
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整流
整流は、交流ACを直流DCに変換することです。
- ダイオードは、制御されていない整流のみを実行できます。
- SCRは、負荷電力を制御することができる制御整流を行うことができます。
電圧降下
- ゲルマニウムまたはシリコンダイオードの電圧降下は、それぞれ0.4または0.7ボルトです。
- 導電性SCRの両端の電圧降下は、ダイオードよりも約1.5ボルト高くなります。
電力損失
- ダイオード内部の電力損失は非常に少ないです。
- SCRは電力損失が大きい。
電圧定格
- ダイオードは接合部が一つしかないため、比較的低電圧のアプリケーションに使用されます。
- SCRは非常に高い電圧を扱うことができます。
パワーハンドリング
- パワーダイオードは高出力アプリケーションに使用されていますが、パワーハンドリング機能は優れていません。
- SCRは非常に強力な適用を扱うように特に設計されている。
適用
- ダイオードは信号、乗数、回路保護、整流器、サージ-プロテクター、センサー等の切抜き、締め金で止めることで使用されます。
- SCRは主に負荷に供給される電力を管理するための制御整流に使用されます。
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