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    關于可控硅工作原理及作用的知識

    發布時間:2020-09-27  瀏覽次數:
          可控硅是可控硅整流元件的簡稱,是一種具有三個PN 結的四層結構的大功率半導體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成。它的功能不僅是整流,還可以用作無觸點開關的快速接通或切斷;實現將直流電變成交流電的逆變;將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等??煽毓韬推渌雽w器件一樣,有體積小、效率高、穩定性好、工作可靠等優點。它的出現,使半導體技術從弱電領域進入了強電領域,成為工業、農業、交通運輸、軍事科研以至商業、民用電器等方面爭相采用的元件。目前可控硅在自動控制、機電應用、工業電氣及家電等方面都有廣泛的應用。
          可控硅從外形上區分主要有螺旋式、平板式和平底式三種。螺旋式應用較多。
          可控硅工作原理解析
          可控硅有三個極----陽極(A)、陰極(C)和控制極(G),管芯是P型導體和N型導體交迭組成的四層結構,共有三個PN 結,與只有一個PN結的硅整流二極管在結構上迥然不同??煽毓璧乃膶咏Y構和控制極的引入,為其發揮“以小控大”的優異控制特性奠定了基礎??煽毓钁脮r,只要在控制極加上很小的電流或電壓,就能控制很大的陽極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅,50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
          另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用??僧嫵鰣D1的等效電路圖。當在陽極和陰極之間加上一個正向電壓E,又在控制極G和陰極C之間(相當BG2的基一射間)輸入一個正的觸發信號,BG2將產生基極電流Ib2,經放大,BG2將有一個放大了β2 倍的集電極電流IC2 。因為BG2集電極與BG1基極相連,IC2又是BG1 的基極電流Ib1 。BG1又把Ib1(Ib2)放大了β1的集電極電流IC1送回BG2的基極放大。如此循環放大,直到BG1、BG2完全導通。事實上這一過程是“一觸即發”的,對可控硅來說,觸發信號加到控制極,可控硅立即導通。導通的時間主要決定于可控硅的性能。
          可控硅一經觸發導通后,由于循環反饋的原因,流入BG2基極的電流已不只是初始的Ib2 ,而是經過BG1、BG2放大后的電流(β1*β2*Ib2),這一電流遠大于Ib2,足以保持BG2的持續導通。此時觸發信號即使消失,可控硅仍保持導通狀態,只有斷開電源E或降低E的輸出電壓,使BG1、BG2 的集電極電流小于維持導通的最小值時,可控硅方可關斷。當然,如果E極性反接,BG1、BG2受到反向電壓作用將處于截止狀態。這時,即使輸入觸發信號,可控硅也不能工作。反過來,E接成正向,而觸動發信號是負的,可控硅也不能導通。另外,如果不加觸發信號,而正向陽極電壓大到超過一定值時,可控硅也會導通,但已屬于非正常工作情況了。
          可控硅這種通過觸發信號(小觸發電流)來控制導通(可控硅中通過大電流)的可控特性,正是它區別于普通硅整流二極管的重要特征。
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