전력용 반도체 종류 및 동작 원리 (SCR, TRIAC, GTO, SSS)

1. SCR (Silicon Controlled Rectifier) 

   SCR은 단방향만 Gate 전류에 제하는 소자입니다. (단방향성) Gate 전류를 인가할 시 Turn-On 되고 유지하는 전류량 이하일 경우 Turn-Off됩니다. 자기 소호가 안되고 단방향 동작하는 것이 특징이고 주로 정류기 회로나 위상 제어에 사용됩니다. 

2. TRIAC (Triode AC Switch) 

 

 TRIAC은 쌍방향 모두 Gate 전류에 의해 제어됩니다. (3극 쌍방향) Gate 전류를 인가할 시 Turn-On되고 유지하는 전류량 이하일 경우 Turn-Off됩니다. 자기 소호가 안되고 쌍방향 동작하는 것이 특징이고 주로 교류 전력 제어에 사용됩니다. 

3. GTO (Gate Turn-Off Thyrister)

GTO는 일반적인 Thyrister와 같은 Turn-On 기능을 가지고 있지만, Gate에 음(-) 전류를 인가하면 Turn-Off됩니다. 주된 용도는 CVCF, UPS와 같은 대전력에 쓰입니다. 

4. SSS (Silicon Symmetrical Switch)

 

SSS는 TRIAC의 PNPN 4층을 PNPNP 5층 구조로 하고 Gate를 없애버린 구조입니다. (2극 쌍방향) Gate 전류 대신 양 단자간에 순시 전압을 가하거나 높은 전압을 인가해서 Break Over시켜 제어합니다. 주로 교류 스위치나 조광 장치에 사용합니다.

5. IGBT (Insulated Gate Bidirectional Transister) 

IGBT는 MOSFET과 BJT 장점을 조합한 소자로 입력 특성은 MOSFET, 출력 특성은 BJT 과 유사합니다. 구동 주파수는 MOSFET보다 작고 BJT보다 크며, 손실이 작은 것이 특징입니다. 주로 인버터에 사용됩니다. 

6. MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transister) 

MOSFET은 Drain(D), Gate(G), Source(S) 단자를 가지는 소자로 Gate를 이용해 Drain, Source 사이에 흐르는 전류를 조절합니다. 전압 제어 소자로 스위칭 속도가 빠른 것이 특징입니다. 

7. 소자간 비교 

 1) 전류 구동 : SCR, GTO, TRIAC

 2) 전압 구동 : SSS, IGBT, MOSFET