সিলিকন কন্ট্রোলড রেক্টিফায়ারের ধারণা

0

 


ভুমিকাঃ


এটি একটি চার স্তর, তিন টার্মিনাল, তিন জাংশন বিশিষ্ট PNPN সেমিকন্ডাক্টর সুইচিং ডিভাইস। এটি মূলত একটি ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা ইলেকট্রনিক সুইচ হিসেবে কাজ করে। SCR সাধারণত এসি প্রবাহকে ডিসি প্রবাহে রূপান্তর করে এবং সাথে সাথে লোডে পাওয়ারের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে। অর্থাৎ SCR একই সাথে রেক্টিফায়ার এবং ট্রানজিস্টরের ন্যায় কাজ করে। কোন নির্দিষ্ট জাংশন ট্রানজিস্টরের সাথে অপর একটি PN জাংশন যুক্ত করলে যে তিন জাংশন বিশিষ্ট ইলেকট্রনিক ডিভাইস উৎপন্ন হয় তাকে SCR বলা হয়।

SCR বাজারে থাইরিস্টর, থাইরয়েড নামে পরিচিত। ১৮৬০ সালে আবিষ্কারের পর SCR কে বিভিন্ন প্রকার কার্যাবলী যেমন রেক্টিফিকেশন, ইনভারশন এবং পাওয়ার সরবারাহের রেগুলেশন ইত্যাদিতে ব্যবহার করা হচ্ছে। এ প্রকার ডিভাইস কয়েক হাজার অ্যাম্পিয়ার কারেন্ট এবং ভোল্টেজকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে বলে শিল্প-কারখানায় ইলেকট্রনিক্সে যথেষ্ট গুরুত্বের সাথে তা ব্যবহার করা হয়।

থাইরিস্টর চার লেয়ার, তিন জাংশন ও তিন টার্মিনাল বিশিষ্ট এমন একটি সলিড স্টেট ডিভাইস যা হাই পাওয়ার সুইচিং এর কাজে ব্যবহৃত হয়। থাইরিস্টর এর মাত্র দুটি স্ট্যাবল স্টেট আছে। যা অন বা কন্ডাক্টিং স্টেট এবং অফ বা নন-কন্ডাক্টিং স্টেট। থাইরিস্টরকে অফ থেকে অন স্টেটে আনতে যে পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় তাকে ট্রিগারিং বলা হয়।


থাইরিস্টরের প্রকারভেদ উল্লেখঃ


থাইরিস্টরকে মূলত ইলেকট্রন ও হোল প্রবাহের দিক অনুসারে দুই ভাগে ভাগ করা যায়। যথা-

(১) ইউনি-লেটারাল থাইরিস্টঃ যে থাইরিস্টর শুধুমাত্র ফরোয়ার্ড ডিরেকশনে কাজ করে কিন্তু রিভার্স ডিরেকশনে কাজ করে না তাকে ইউনি-লেটারাল থাইরিস্টর ইউনিডিরেকশনাল থাইরিস্টর বলা হয়। এ ধরনের থাইরিস্টরের মধ্যে SCR, SCS, LASCR এর কথা উল্লেখযোগ্য।

(২) বাই-লেটারাল থাইরিস্টরঃ যে থাইরিস্টর ফরোয়ার্ড ও রিভার্স উভয় ডিরেকশনেই কাজ করে তাকে বাই-লেটারাল থাইরিস্টর বলা হয়। এই ধরনের থাইরিস্টরের মধ্যে TRIAC এর নাম উল্লেখযোগ্য।

বাহ্যিক গঠন, টার্ন অন এবং টার্ন অফ আচরণের উপর নির্ভর করে এ প্রকার ডিভাইসকে নিচে এগার ভাগে করা যায়। যেমন-

  1. ফোর্সড-কম্যুটেটেড থাইরিস্টর
  2. লাইন কম্যুটেটড থাইরিস্টর
  3. গেট-টার্ন অফ থাইরিস্টর
  4. রিভার্স কন্ডাকটিং থাইরিস্টর
  5. স্ট্যাটিক ইন্ডাকশন থাইরিস্টর
  6. লাইট এ্যাকটিভেটেড সিলিকন কন্ট্রোলড রেক্টিফায়ার।
  7. মস-কন্ট্রোলড থাইরিস্টর
  8. মস টার্ন অফ থাইরিস্টর
  9. ইমিটার টার্ন অফ
  10. ইন্ট্রিগ্রেটেড গেট-কম্যুটেটেড থাইরিস্টর
  11. গেট-এসিস্টেড টার্ন অফ থাইরিস্টর।

SCR এর গঠনঃ


এটি চার লেভেল বিশিষ্ট ইলেকট্রনিক ডিভাইস। দুটি P জাতীয় পদার্থ এবং দুটি N জাতীয় পদার্থ PNPN ভাবে সাজানো থাকবে। SCR এর ডায়োড সমতুল্য সার্কিট চিত্রে দেখান হয়েছে। এতে দুটি ফরোয়ার্ড সংযোকৃত ডায়োড PN জাংশন J1 ও J3 আছে।

NP জাংশন J2 দ্বারা রিভার্স ডায়োড তৈরি হয় যা J1 এবং J3 জাংশনের মধ্যস্থলে অবস্থান করে। J1 জাংশনের অ্যানোড থেকে প্রধান অ্যানোড টার্মিনাল এবং J3 জাংশনের ক্যাথোড থেকে প্রধান ক্যাথোড টার্মিনাল বের করা হয়।

গেট টার্মিনাল J2 এবং J3 এর অ্যানোডদ্বয়ের সংযোগ স্থল থেকে বের করা হয়। যদিও SCR এর কার্যক্রম ডায়োড সমতুল্য সার্কিট দ্বারা সম্ভব কিন্তু এর অভ্যন্তরীণ কার্যক্রম খুবই জটিল। ফলে SCR এর কার্যক্রম দুটি বাইপোলার ট্রানজিস্টর দ্বারা সহজতর। আসলে একটি PNP এবং একটি NPN এর কালেক্টর ও NPN এর বেস সংযোগ করা হয়।


SCR এর কার্যপ্রণালীঃ


উপরের চিত্রে একটি থাইরিস্টরের সার্কিট দেখানো হয়েছে। Vgk=0 রেখে যদি Vak প্রয়োগ করা হয় তবে j1 এবং j2 জাংশন ফরোয়ার্ড বায়াস এবং j2 জাংশন রিভার্স বায়াস প্রাপ্ত হয়। ফলে j2 জাংশন ওপেন সার্কিট হিসাবে কাজ করে এবং লোড R2 এর মধ্যদিয়ে কোন কারেন্ট প্রবাহিত হয় না।

কিন্তু Vak বাড়াতে থাকলে একসময় এটি ব্রেক ডাউন ভোল্টেজে পৌঁছায় এবং j2 জাংশন ভেঙ্গে উচ্চ মানের কারেন্ট প্রবাহ শুরু করে।

অপরদিকে যদি গেটে সামান্য ভোল্টেজ (Vak) প্রয়োগ করা হয় তবে Vak ব্রেকওভার ভোল্টেজে পৌছার অনেক পূর্বেই J2 জাংশন ভেঙ্গে উচ্চ মানের কারেন্ট প্রবাহ শুরু হয়। কারণ Vgk প্রয়োগের ফলে J2 জাংশনে গেট কারেন্ট প্রবাহ শুরু হয় এবং J3 জাংশন হতে ইলেকট্রন J2 জাংশনের দিকে আকর্ষিত হয়। এ গেট কারেন্ট প্রবাহের ফলে এ্যানোড কারেন্ট বৃদ্ধি পায় এবং J2 জাংশনের দিকে ইলেকট্রনের আকর্ষণ মাত্রাও বৃদ্ধি পায় এবং J2 জাংশন ভেঙ্গে অধিক কারেন্ট প্রবাহ শুরু হয়।

SCR এ একবার কারেন্ট প্রবাহ শুরু করে দিলে গেট তার নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা হারিয়ে ফেলে। অর্থাৎ তখন গেট ভোল্টেজকে শূন্য করলেও কারেন্ট প্রবাহ অব্যাহত থাকে। এক্ষেত্রে কেবলমাত্র ভোল্টেজ Vak কে শূন্যতে নিয়ে এর কারেন্ট প্রবাহ বন্ধ করা সম্ভব। এজন্য এস.সি.আরকে সুইচিং ডিভাইস হিসেবে ব্যবহার করা যায়।

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here