Interruptor Controlado de Silicio (SCS): Diseño, Operación y Conmutación Forzada

Incorporar un terminal externo adicional en el circuito equivalente clásico del SCR produce el interruptor controlado de silicio (SCS). El terminal extra, conectado a la base del transistor superior y al colector del transistor inferior, otorga un grado extra de control, permitiendo particularmente conmutación forzada cuando el dispositivo debe apagarse antes de que la corriente caiga por debajo del valor de mantenimiento.

El Interruptor Controlado de Silicio (SCS)

Cuando una señal externa impulsa al SCS al estado apagado, se llama conmutación forzada. En el circuito de inicio/parada de motor ilustrado, el motor reside en el bucle ánodo-compuerta. Aunque puede parecer contraintuitivo, el terminal de ánodo debe ser el punto de conmutación; por lo tanto, el motor no puede colocarse en serie con el terminal de ánodo.

SCS: Circuito de inicio/parada de motor, representación de dos transistores equivalente.

Activar el pulsador "on" polariza directamente la unión base-emisor del transistor inferior a través del voltaje cátodo-compuerta a cátodo, encendiéndolo. Simultáneamente, el transistor superior está preparado para conducir porque existe un camino de corriente desde su emisor (el ánodo del SCS) a través de la resistencia R2 a la alimentación positiva. Como con un SCR, ambos transistores se sostienen mutuamente en estado encendido. El transistor inferior entonces lleva la corriente de carga del motor, iniciando la operación del motor. El motor puede detenerse interrumpiendo la alimentación (conmutación natural), pero el SCS también ofrece conmutación forzada: cortocircuitar el ánodo al cátodo remueve la corriente de emisor del transistor superior, deteniendo la corriente de base al transistor inferior. Cuando el transistor inferior se apaga, el estado encendido del transistor superior se pierde, y el motor se detiene. El SCS permanece apagado hasta que el pulsador "on" se presiona de nuevo.

Conclusiones Clave

• Un SCS es esencialmente un SCR con un terminal de compuerta adicional.
• La corriente de carga fluye a través de los terminales ánodo-compuerta y cátodo; la compuerta-cátodo y ánodo proporcionan control.
• Aplique un voltaje positivo compuerta-cátodo a cátodo para encender el SCS; aplique voltaje negativo ánodo-a-cátodo o cortocircuite los dos para forzar apagado.
• Mantenga un ánodo positivo respecto a cátodo para que el dispositivo se bloquee.

[^1] Para lectura adicional sobre técnicas de conmutación forzada, consulte libros de texto estándar de dispositivos semiconductores.