Interrupteur Contrôlé au Silicium (SCS) : Conception, Fonctionnement et Commutation Forcée

L'incorporation d'un terminal additionnel externe dans le circuit équivalent classique du SCR produit l'interrupteur contrôlé au silicium (SCS). Le terminal supplémentaire, connecté à la base du transistor supérieur et au collecteur du transistor inférieur, accorde un degré de contrôle additionnel, permettant particulièrement la commutation forcée quand le dispositif doit être éteint avant que le courant ne tombe sous la valeur de maintien.

L'Interrupteur Contrôlé au Silicium (SCS)

Quand un signal externe pilote le SCS vers l'état bloqué, on parle de commutation forcée. Dans le circuit de démarrage/arrêt moteur illustré, le moteur réside dans la boucle anode-grille. Bien que cela puisse paraître contre-intuitif, la borne anode doit être le point de commutation ; donc le moteur ne peut pas être placé en série avec le terminal anode.

SCS : Circuit démarrage/arrêt moteur, représentation équivalente deux transistors.

Activer le bouton-poussoir « on » polarise en direct la jonction base-émetteur du transistor inférieur via la tension cathode-grille vers cathode, l'allumant. Simultanément, le transistor supérieur est amorcé à conduire car un chemin de courant existe de son émetteur (l'anode SCS) à travers la résistance R2 vers l'alimentation positive. Comme avec un SCR, les deux transistors se soutiennent mutuellement dans l'état passant. Le transistor inférieur porte alors le courant de charge du moteur, initiant l'opération du moteur. Le moteur peut être arrêté en interrompant l'alimentation (commutation naturelle), mais le SCS offre aussi la commutation forcée : court-circuiter l'anode à la cathode retire le courant d'émetteur du transistor supérieur, stoppant le courant de base du transistor inférieur. Quand le transistor inférieur s'éteint, l'état passant du transistor supérieur est perdu, et le moteur s'arrête. Le SCS reste éteint jusqu'à ce que le bouton-poussoir « on » soit pressé à nouveau.

Points Clés à Retenir

• Un SCS est essentiellement un SCR avec un terminal grille additionnel.
• Le courant de charge circule par les terminaux anode-grille et cathode ; cathode-grille et anode fournissent le contrôle.
• Appliquer une tension positive cathode-grille vers cathode pour allumer le SCS ; appliquer une tension négative anode-cathode ou court-circuiter les deux pour le forcer à l'arrêt.
• Maintenir une anode positive par rapport à cathode pour que le dispositif verrouille.

[^1] Pour lecture approfondie sur techniques de commutation forcée, référez-vous aux manuels standards de dispositifs semi-conducteurs.