Un rectificador controlado por silicio (SCR) es un dispositivo semiconductor diseñado para conmutar y controlar cargas de alta corriente. El SCR es esencialmente un controlador de corriente que depende de un voltaje de disparo suministrado externamente para encenderse. Los dispositivos SCR también cuentan con un valor de corriente de retención preestablecido por debajo del cual no conducirán incluso si están encendidos. Esto permite controlar cuándo se enciende el dispositivo y la corriente mínima que pasará. Los rectificadores controlados por silicio se utilizan típicamente en aplicaciones de alta corriente y alto voltaje, aunque a menudo se encuentran en sistemas de voltaje más bajo, como atenuadores de lámparas.
Los SCR constan de cuatro capas alternas de materiales semiconductores pyn. Un cable externo, conocido como puerta, está conectado a la segunda capa p. La puerta se usa para suministrar el voltaje de activación que hace que el SCR se encienda y comience a conducir. Las obleas semiconductoras se forman en una pastilla compacta contenida en una carcasa de molibdeno o tungsteno. La carcasa está equipada con un perno roscado en un extremo para permitir la conexión de un disipador de calor con la puerta y los cables de entrada principales ubicados en el otro extremo.
El rectificador controlado por silicio permanecerá inactivo o abierto hasta que se reciba una puerta predeterminada o un pulso de activación, momento en el que el dispositivo se encenderá y permitirá que pase la corriente. Una vez encendido, se puede eliminar el voltaje de la puerta y el SCR continuará conduciendo siempre que el flujo de corriente no caiga por debajo de un nivel preestablecido. Este mínimo preestablecido se conoce como la corriente de retención del dispositivo; incluso si el SCR recibe un pulso de puerta, no se encenderá si la corriente de suministro principal está por debajo de este nivel. Estas características hacen que el rectificador controlado por silicio sea un componente ideal para una conmutación de corriente estrechamente controlada.
El voltaje de la puerta del rectificador también es una función variable en su funcionamiento. Cada rectificador controlado por silicio tiene un voltaje de puerta de umbral nominal por debajo del cual el dispositivo no se activará. Esta característica brinda a los diseñadores de circuitos un control y una flexibilidad adicionales sobre las condiciones de conmutación de los rectificadores. El circuito de control de la puerta a menudo está equipado con un dispositivo de protección conocido como amortiguador. Esto evita que los aumentos repentinos de voltaje aplicados al rectificador induzcan un acoplamiento capacitivo en la puerta y lo enciendan inadvertidamente.
El SCR se usa generalmente en circuitos que presentan valores de corriente y voltaje muy altos. Los SCR modernos pueden cambiar cómodamente las clasificaciones de potencia superiores a un millón de vatios y se han convertido en una parte integral de las conversiones de corriente alterna (CA) de alto voltaje a corriente continua (CC). Estas variantes de servicio pesado a menudo se enfrían por agua y se suspenden en grandes pilas de los techos de las instalaciones de transferencia de energía. Un SCR también se puede encontrar en aplicaciones domésticas que utilizan niveles de potencia mucho más bajos, como controladores de motor, controladores de calefacción y atenuadores de luz grandes.