シリコン制御スイッチ（SCS）：設計、動作、強制換流

古典的SCR等価回路に追加の外部端子を組み込むことで、シリコン制御スイッチ（SCS）が得られます。この追加端子は上側トランジスタのベースと下側トランジスタのコレクタに接続され、特にデバイスを保持電流以下になる前にターンオフしなければならない場合の強制換流を可能にする追加の制御自由度を与えます。

シリコン制御スイッチ（SCS）

外部信号でSCSをオフ状態に駆動することを強制換流と呼びます。図示されたモータースタート/ストップ回路では、モーターがアノード-ゲートループに配置されます。直感に反するように見えますが、アノードリードがスイッチングポイントでなければならないため、モーターをアノード端子と直列に配置することはできません。

シリコン制御スイッチ（SCS）：設計、動作、強制換流

SCS: モータースタート/ストップ回路、等価2トランジスタ表現。

「オン」プッシュボタンを押すと、カソード-ゲートからカソード電圧で下側トランジスタのベース-エミッタ接合が順バイアスされ、ターンオンします。同時に、上側トランジスタのエミッタ（SCSアノード）から抵抗R2を通って正電源への電流パスが存在するため、上側トランジスタも導通準備が整います。SCRと同様、両トランジスタが相互にオン状態を維持します。下側トランジスタがモーターの負荷電流を運び、モーター動作を開始します。モーターは電源遮断（自然換流）で停止可能ですが、SCSは強制換流も提供します：アノードをカソードに短絡すると上側トランジスタからエミッタ電流が除去され、下側トランジスタへのベース電流が停止します。下側トランジスタがターンオフすると上側トランジスタのオン状態も失われ、モーターが停止します。SCSは「オン」プッシュボタンが再度押されるまでオフ状態を維持します。

重要なポイント

SCSは本質的に追加ゲート端子を持つSCR。
負荷電流はアノード-ゲートとカソード端子を流れる；カソード-ゲートとアノードで制御。
正のカソード-ゲート-カソード電圧でターンオン；負のアノード-カソード電圧または両者の短絡で強制ターンオフ。
デバイスがラッチするにはアノードがカソードに対して正である必要あり。

[^1] 強制換流技術の詳細については標準半導体デバイス教科書を参照してください。

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