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サイリスタ (Thyristor) とは、ゲート (G) からカソード (K) へゲート電流を流すことにより、アノード (A) とカソード (K) 間を導通させることが出来る3端子の半導体素子である。SCR (Silicon Controlled Rectifier) とも呼ばれる。PNPN の4重構造をしている。P形半導体からゲート端子を引き出しているものをPゲート、N形半導体からゲート端子を引き出しているものをNゲートと呼ぶ。原理としては、図のようにPNPトランジスタとNPNトランジスタを組み合わせた複合回路と等価である。

ゲートに一定の電流を通過させるとアノードとカソード間が導通(ターンオン)する。導通を停止(ターンオフ)するためには、アノードとカソード間の電流を一定値以下にする必要がある。

この特徴を生かし、一度導通状態にしたら、通過電流が 0 になるまで導通状態を維持することが望ましい用途に使用される。(カメラのフラッシュ制御など)。

このような特性のため非常に過電流耐量が大きく通常のヒューズでも素子を保護することができるため電源-サイリスタ-負荷の接続で使用する位相制御用としては非常に良い素子である。

特に、大電力の制御の場合、電流 0 のタイミングで OFF になるためサージ防止に優れる。

ただしインバータのように電源に対して2個直列したものを並列にする回路構成では最悪サイリスタで電源を短絡してしまうことになるため

十分な保護回路を組み合わせることが必要である。

◆ 双方向サイリスタ(トライアック:TRIAC)

双方向サイリスタは、2個のサイリスタを逆並列に接続し、双方向に電流を流せるようにし、交流でも直流でも使えるようにしたものである。実際の素子は、2個の素子を接続したものではなく図に示すようなモノリシック構造となっている。TRIACとは、 AC Switchの略であり、1964年にゼネラル・エレクトリック社で初めて開発された。

交流の双方向スイッチング制御に用いられる。

◆ 逆導通サイリスタ(Reverse Conducting Thyristor:RCT)

逆導通サイリスタは、サイリスタとダイオードを逆並列に組み合わせて1素子に構成したものである。チョッパ、インバータ回路に多く用いられた。

◆ 光サイリスタ

光サイリスタは、光信号によって直接点弧させるサイリスタである。

制御回路と電力回路とを完全に絶縁でき、ノイズによる誤動作を少なくすることができるので、高電圧の交流電源回路に用いられる。具体的な適用例として、周波数変換設備(FC)や直流送電設備(HVDC)における交直変換装置、無効電力補償装置(SVC)、大容量回転機の始動装置(SS)などがあげられる。

◆ 関連項目

・ ゲートターンオフサイリスタ(Gate Turn Off Thyristor): ゲートに逆電圧をかけることによってターンオフできるサイリスタ。

・ チョッパ制御

・ サイリスタ位相制御

・ サイラトロン

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