전기공사기사 전력용반도체 소자 응용 제어회로 — 턴온·소호와 보호 소자

제어 신호로 켜는 소자와 스스로 켜지는 소자를 먼저 가른다. SCR·GTO·SCS는 게이트 전극에 신호를 넣어 턴온하고, GTO는 게이트 신호로 턴오프까지 한다. SSS는 게이트 전극이 없어 인가 전압이 브레이크오버 값에 도달하면 자기 턴온된다. "게이트에 의한 턴온을 이용하지 않는 소자"를 물으면 SSS다.

자기소호는 게이트 신호로 도통 중인 소자를 스스로 차단하는 능력이다. GTO, 전력 MOSFET, IGBT가 자기소호 소자이고, 다이오드는 게이트가 없어 외부 신호로 끌 수 없다. 켜진 스위치를 마음대로 끌 수 있는지로 기억하면 목록이 정리된다.

양방향성은 전류가 어느 방향으로도 흐르는지를 뜻한다. SCR은 PNPN 구조의 단방향 소자로 역방향 도통이 안 되고, 다이액·트라이액·SSS는 양방향으로 도통한다. 트라이액은 SCR 두 개를 역병렬로 놓은 것과 같고, SSS는 게이트가 없는 양방향 스위치, 다이액은 양방향 트리거 소자다. "쌍방향성 다이리스터가 아닌 것"을 물으면 SCR이다.

제어회로를 지키는 소자도 함께 본다. 바리스터는 전압이 임계값을 넘으면 저항이 급감해 서지 전류를 방전시키는 과도전압 보호 소자다. 증폭은 증폭 소자의 일, 온도 보상은 서미스터의 일이므로 용도를 섞어 놓은 선지를 소거한다.

FET는 게이트·드레인·소스의 세 단자로 이루어지고, 게이트 전압으로 채널 전류를 제어하는 전압제어형 증폭 소자다. 에미터·베이스·컬렉터가 섞인 선지는 BJT의 단자명이므로 곧바로 틀린다.

주변 소자의 변환 관계도 정리한다. 반도체에 빛을 쬐면 캐리어가 늘어 저항이 감소하는데 이것이 광전효과다. 열전대는 두 금속 접합부의 온도차를 기전력으로 바꾸는 온도→전압 변환 소자이고, CdS는 빛→저항, 광전지는 빛→전압, 차동변압기는 변위→전압이다. 서미스터는 일반용 NTC형에서 온도가 오르면 저항이 감소한다. 트랜지스터의 열저항은 θ=(Tj−Ta)/Pc이므로 75도와 35도, 10W를 넣으면 4℃/W다.