[PLC] 인버터 출력회로 소자 SCR, GTO

인버터의 출력회로 소자로 활용되는 SCR과 GTO에 대해서 간단히 정리해 봅니다.


SCR (Sillicon Controlled Rectifier)

SCR은 전력용 전자회로에서 널리 사용되는 실리콘 기반 반도체입니다. P-TYPE, N-TYPE 실리콘을 이용하여 4개의 층으로 구성한 사이리스터(thyristor)의 한 종류입니다. SCR은 아노드(anode), 캐소드(cathode), 게이트(gate)의 3개의 단자(terminal)을 가지고 있습니다.


아노드 단자에 양극, 캐소드 단자에 음극을 연결하고 게이트를 오픈(open) 상태로 두면 J1, J3는 정방향으로 바이어스(bias)되고 J2는 음방향 바이어스 상태가 됩니다. 이 상태에서는 약간의 누설전류 말고는 SCR을 통하여 전류가 흐르지 않습니다. SCR을 ON하기 위해서는 2가지 방법이 있습니다. 정방향 전압을 상승시켜 역방향으로 바이어스된 J2를 붕괴(break down) 시키는 방법과 게이트에 양전압을 연결하여 게이트와 케소드 사이에 전류를 흐르게 하는 방법입니다. J2를 붕괴시키는 방법은 파괴적인 방법이라 추천되지 않습니다.


GTO (Gate Turn-OFF Thyristor)

앞서 설명했듯이, SCR의 게이트에 양전압을 인가하면 SCR이 ON됩니다. 하지만 ON상태가 되면 게이트 단자는 통제권을 잃어버려, 게이트의 전압을 차단시켜도 SCR이 OFF되지 않습니다. 따라서 정방향 전류를 감소시켜 SCR을 OFF 상태로 전환시켜야 하며, 이를 위해서 추가적인 외부 회로가 필요하게 됩니다. GTO는 이러한 단점을 보완할 수 있는 소자입니다.


GTO는 SCR과 마찬가지로 게이트 단자에 양전압을 인가하여 GTO를 ON상태로 전환하고, 게이트 단자에 음전압 펄스를 인가하여 GTO를 OFF 상태로 전환할 수 있습니다.

끝.

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