การจุดชนวน ไทริสเตอร์
วิธีการใดๆที่ทำให้กระแส Emitter ของ NPN Transistor มีค่าเพิ่มขึ้นจะมีผลทำให้ไทริสเตอร์ เปิดกระแส
ได้วิธีการเหล่านี้คือ

1. ใช้แรงดันค่าบวกป้อนเข้าที่ขาเกท
การป้อนแรงดันค่าบวกป้อนเข้าที่ขาเกตของ SCR จะมีกระแสพุ่งเข้าขาเบสของทรานซิสเตอร์ NPN
เป็นผลให้มีกระแสเกตเพิ่มค่าสูงขึ้น และเกิดมีกระบวนการป้อนกลับค่าบวก SCR ก็จะเปิดนำกระแสได้ วิธีการนี้
เป็นวิธีที่เรานิยมใช้จุดชนวนให้ไทริสเตอร์ เปิดนำกระแสทั่วๆไป

2. ใช้แสงช่วยจุดชนวน
ไทริสเตอร์ แบบที่ใช้แสงจุดชนวนนี้เป็นแบบที่เรียกว่า LASCR (Light Activated SCR) สร้างขึ้นโดย
ให้มีช่องโปร่งแสงเพื่อให้แสงลอดไปถึงสาร P ที่เป็นขั้วเบสของ ทรานซิสเตอร์ NPN ด้วยคุณสมบัติรอยต่อ PN
ที่สามารถเกิดคู่ของอิเล็กตรอนและโฮลขึ้นได้ เมื่อมีรังสีพลังงานตกกระทบคู่ของอิเล็กตรอนและโฮลเกิดขึ้น
จำนวนมากก็จะเกิดกระบวนการป้อนกลับค่าบวกและเปิดให้ ไทริสเตอร์ นำกระแส

3. ใช้แรงดันพังข้ามให้ไทริสเตอร์ เปิดกระแส
สามารถทำได้โดยการป้อนแรงดันสูงเข้าระหว่างขั้วแอโนดกับขั้วแคโทดของ ไทริสเตอร์ ในทิศ Forward
จะทำให้ชั้นปลอดโลหะที่รอยต่อ J2 กว้างออกและแรงดันจะไปทำให้พาหะข้างน้อยมีอัตราเร่งสูงขึ้นวิ่งข้ามรอย
ต่อ J2 เข้าชนกับอะตอมของสารกึ่งตัวนำเป็นผลให้พาหะข้างน้อยหลุดเพิ่มออกมา เมื่อแรงดันแอโนดถึงค่าแรง
ดันพังข้าม VBOก็จะทำให้รอยต่อ J2 เกิดพัง ทำให้รอยต่อ J2 ถูก Forward Bias ทำให้กระแสแอโนดไหลผ่าน ไท
ริสเตอร์ ได้มากมายและไทริสเตอร์ จึงเข้าอยู่ในสภาวะเปิดกระแส

4. ใช้การเปลี่ยนแปลงแรงดันต่อเวลาในอัตราสูง ( dv/dt)เข้าจุดชนวน
เมื่อแรงดันที่ต่อระหว่างแอโนดกับแคโทดของ ไทริสเตอร์ ในทิศ Forward เปลี่ยนแปลงค่าด้วยอัตรา
เร็งสูงจะทำให้เกิดกระแสเกตชั่วครู่ ซึ่งกระแสนี้เกิดขึ้นจากค่าความจุ ของตัวเก็บประจุ ระหว่างแอโนดกับเกต
และระหว่างเกตกับแคโทดด้วยค่าตามสูตรI = C dt/dvกระแสเกตนี้จะไปทำให้เกิดกระบวนการป้อนกลับค่าบวกขึ้นและ ไทริสเตอร์ ก็เข้าอยู่ในสภาวะเปิดกระแส

5. ใช้อุณหภูมิสูงเข้าจุดชนวน
ที่อุณหภูมิสูงรอยต่อ J2 ซึ่งตามปกติถูกไบแอสกลับ จะมีพาหะข้างน้อยทำให้กลายเป็นกระแสรั่ว มีค่า
เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆครั้งที่อุณหภูมิสูงขึ้น 80° C ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิสูงมากพอก็จีพาหะข้างน้อยจำนวนมาก
จนทำให้เกิดกระแสที่มีขนาดสูงพอที่จะไปทำไห้เกิดกระบวนการป้อนกลับค่าบวก และทำให้ ไทริสเตอร์ สามารถ
เข้าสู่สภาวะเปิดกระแสได

โครงสร้างของไทริสเตอร์
โครงสร้างของไทริสเตอร์ ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำที่เป็นรอยต่อ P-N-P-N ซึ่งมี 2,3,4 ขานำกระแสใน
ทิศทางเดียวหรือสองทิศทาง อาจมี 2 ขั้วหรือ 4 ขั้วดังเช่น
Triac (Triode AC Switch) เป็นไทริสเตอร์ ชนิดที่มี 3 ขั้วคือ เกต และอีกสองขั้วเป็นได้ทั้งแอโนดและ
แคโทด Triac จะยอมให้กระแสไหลได้สองทิศทางจึงอาจเรียกว่า Bidirection Triode Thyristor
SCS (Silicon Controlled Switch) เป็น ไทริสเตอร์ ชนิดที่มี 4 ขั้วคือ แอโนด , แคโทด เกทบวกและเก
ตลบ มีคุณสมบัติให้กระแสไหลได้ทิศทางเดียวและอาจเรียกว่า Reverse Blocking Tetrode Thyristor
SUS (Silicon Unilateral Switch หรือ Shocky Diode) เป็น ไทริสเตอร์ ชนิดที่มี 2 ขั้วคือ แอโนดและ
แคโทด ซึ่งมีคุณสมบัติให้กระแสไหลได้ทิศทางเดียว
SCR (Silicon Controlled Rectifier) เป็นไทริสเตอร์ ชนิดที่มี 3 ขั้วคือ แอโนด , แคโทด และเกทมีคุณ
สมบัติให้กระแสไหลได้ทิศทางเดียวจากแอโนดไปยังแคโทดเหมือนไดโอดแต่มี 3 ขา และอาจเรียกว่า Triode
Thyristor ที่กันไม่ให้กระแสไหลกลับ

หลักการทำงานของ SCR
SCR เป็น ไทริสเตอร์ ชนิดที่ 3 ขั้ว คือ แอโนด (A) แคโทด (K) และเกต (G) ซึ่งมีโครงสร้างดังรูป

ถ้าเราให้ผลคูณของอัตราขยายกระแส β1 และ β2 เป็นอัตราขยายของกระแส Q1 และ Q2 มีค่ามากกว่า
1 ก็จะทำให้การป้อนกลับอยู่ในลักษณะที่เพิ่มกระแสให้ทำงานมากขึ้น แต่ถ้า β1,β2 มีค่าน้อยกว่า 1 วงจรจะไม่
เกิดการเปลี่ยนแปลง
ให้แรงดันแอโนดเป็นบวกเมื่อเทียบกับแคโทด ถ้าเกตมีขาเป็นลบจะทำให้เกิดการไบเอสกลับ (Reversed
Bias) รอยต่อของทรานซิสเตอร์ Q1 และ Q2 จะไม่มีกระแสไหล คือไม่นำกระแสเข้าทางคอลเลคเตอร์นอกจาก
กระแสที่ไหลเท่านั้น ดังนั้น SCR จะไม่มีกระแสไหลออกจากแอโนดไปแคโทด ถ้าขาเกตมีค่าเป็นบวก Q2 จะนำ
กระแสเป็นเหตุให้กระแส C มีค่าสูง และเนื่องจากกระแส C ของ Q2 เป็นกระแส B ของ Q1 จึงเท่ากับว่าเป็น
การให้ Q1 นำกระแสด้วย
จากหลักการข้างบนจะเห็นว่า SCR จะทำงานเมื่อมีกระแสมาจุดชนวน (Trig) กับทรานซิสเตอร์ Q2 หลัง
จากจุดชนวนแล้ว กระแสเบสของ Q1 จะสามารถมาจากกระแส C ของ Q2 ได้การนำกระแสของ SCR จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นผลทำให้แรงดันระหว่างแอโนดกับแคโทดลดลงมาต่ำ
มาก เมื่อ SCR นำกระแสแล้วมันยังคงค่ากระแสหรือนำกระแสต่อไป ถึงแม้ว่าจะไม่มีกระแสเกตแล้วก็ตาม
ถ้าเราจำกัดค่ากระแสที่ไหลผ่าน SCR ทำการลดค่ากระแสทีละน้อย SCR จะหยุดนำกระแสที่ค่าหนึ่ง นั่น
คือต้องลดลงมาถึงค่ากระแส Holding ลักษณะแบบนี้เรียกว่าเป็นการป้อนกลับแบบบวก (Positive Feedback)

หลักการทั่วไปเกี่ยวกับการใช้งาน SCR
SCR เป็นอุปกรณ์ในกลุ่มไทริสเตอร์ ที่สามารถปะยุกต์ใช้งานได้อย่างกว้างขวางมาก ปกติมักจะใช้ SCR
เป็นสวิทซ์ปิด-เปิดกำลังไฟฟ้า เพื่อจ่ายไปยังโหลดวงจรที่ใช้จึงต้องมีส่วนประกอบของวงจรอย่างน้อย 3 ส่วนคือ
- แหล่งจ่ายไฟ (Source)
- วงจรจุดชนวน (Trigger Circuit)
- โหลด (Load)
วงจรจุดชนวนดูจะเป็นเรื่องที่ยุ่งยากมากที่สุด เพราะในบางครั้งเราอาจต้องการจังหวะของการจุดชนวนที่
เหมาะสม หรืออาจจะต้องมีการจุดชนวนในทุกรอบของการเปลี่ยนแปลงแรงดัน และเวลาของการจุดชนวนที่
สามารถควบคุมได้อีกด้วย
ในการใช้งาน SCR ในวงจรต้องรู้ถึงความสัมพันธ์และขีดจำกัดต่างๆของแหล่งจ่ายไฟโหลดและวงจรจุด
ชนวน และต้องคำนึงถึงขีดจำกัดในการใช้งานของ SCR เป็นหลักเพื่อให้สามารถทำงานได้โดยปลอดภัย