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技術(shù)文章

可控硅的工作原理

閱讀:1308發(fā)布時(shí)間:2022-3-9


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可控硅能以毫安級(jí)電流控制大功率的機(jī)電設(shè)備,如果超過(guò)此功率,因元件開(kāi)關(guān)損耗顯著增加,允許通過(guò)的平均電流相降低,此時(shí),標(biāo)稱電流應(yīng)降級(jí)使用。

可控硅的優(yōu)點(diǎn)很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬(wàn)倍;反應(yīng)極快,在微秒級(jí)內(nèi)開(kāi)通、關(guān)斷;無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行,無(wú)火花、無(wú)噪音;效率高,成本低等等。

可控硅的弱點(diǎn):靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過(guò)載能力較差;容易受干擾而誤導(dǎo)通。

可控硅從外形上分類主要有:螺栓形、平板形和平底形。

可控硅元件的結(jié)構(gòu)

不管可控硅的外形如何,它們的管芯都是由P型硅和N型硅組成的四層P1N1P2N2結(jié)構(gòu)。見(jiàn)圖1。它有三個(gè)PN結(jié)(J1、J2、J3),從J1結(jié)構(gòu)的P1層引出陽(yáng)極A,從N2層引出陰級(jí)K,從P2層引出控制極G,所以它是一種四層三端的半導(dǎo)體器件。

大家使用的是單向晶閘管,也就是人們常說(shuō)的普通晶閘


管,它是由四層半導(dǎo)體材料組成的,有三個(gè)PN結(jié),對(duì)外有三個(gè)電極〔圖2(a)〕:*層P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽(yáng)極A,第三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G,第四層N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號(hào)〔圖2(b)〕可以看到,它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷?,關(guān)鍵是多了一個(gè)控制極G,這就使它具有與二極管*不同的工作特性。

以硅單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件,起始于1957年,因?yàn)樗奶匦灶愃朴谡婵臻l流管,所以上通稱為硅晶體閘流管,簡(jiǎn)稱晶閘管T,又因?yàn)榫чl管初的在靜止整流方面,所以又被稱之為硅可控整流元件,簡(jiǎn)稱為可控硅SCR。

在性能上,可控硅不僅具有單向?qū)щ娦?,而且還具有比硅整流元件(俗稱"死硅")更為可貴的可控性。它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)。


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