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可控硅(可控硅整流元件)工作原理

可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流,还可以用作无触点开关以快速接通或切断威廉希尔官方网站 ,实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样,其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现,使半导体技术从弱电领域进入了强电领域,成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。

制作中.jpg

晶闸管T在工作过程中,它的阳极A和阴极K与电源和负载连接,组成晶闸管的主威廉希尔官方网站 ,晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接,组成晶闸管的控制威廉希尔官方网站
  双向晶闸管的结构与符号见图2。它属于NPNPN五层器件,三个电极分别是T1、T2、G。因该器件可以双向导通,故除门极G以外的两个电极统称为主端子,用T1、T2。表示,不再划分成阳极或阴极。其特点是,当G极和T2极相对于T1,的电压均为正时,T2是阳极,T1是阴极。反之,当G极和T2极相对于T1的电压均为负时,T1变成阳极,T2为阴极。双向晶闸管的伏安特性见图3,由于正、反向特性曲线具有对称性,所以它可在任何一个方向导通。
  从晶闸管的内部分析工作过程:
  晶闸管是四层三端器件,它有J1、J2、J3三个PN结图一,可以把它中间的NP分成两部分,构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管图二.
  当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导通,必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此,两个互相复合的晶体管威廉希尔官方网站 ,当有足够的门极电流Ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通,晶体管饱和导通。
  设PNP管和NPN管的集电极电流相应为Ic1和Ic2;发射极电流相应为Ia和Ik;电流放大系数相应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,设流过J2结的反相漏电电流为Ic0,
  晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和:
  Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0
  若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig
  从而可以得出晶闸管阳极电流为:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2)) (1—1)
  硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化如图三所示。
  当晶闸管承受正向阳极电压,而门极未受电压的情况下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)很小,故晶闸管的阳极电流Ia≈Ic0 晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下,从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结,从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结,并提高了PNP管的电流放大系数a1,产生更大的极电极电流Ic1流经NPN管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。从图3,当a1和a2随发射极电流增加而(a1+a2)≈1时,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia.这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。
  式(1—1)中,在晶闸管导通后,1-(a1+a2)≈0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。晶闸管在导通后,门极已失去作用。
  在晶闸管导通后,如果不断的减小电源电压或增大回路电阻,使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时,由于a1和a1迅速下降,当1-(a1+a2)≈0时,晶闸管恢复阻断状态。

无触点开关  可控硅一个关键用途在于做为无处电开关。在自动化设备中,用无触点开关代替通用继电器已被逐步应用。其显著特点是无噪音,寿命长。




回帖(19)

攻城师

2011-10-13 17:13:31
不错  理解了
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tonghuei

2011-10-16 16:49:43
学习了
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刘超

2011-10-25 20:20:17
可控硅啊~~~
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于树锐

2012-2-1 20:30:05
太好了,终于知道什么叫可控硅了
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于树锐

2012-2-1 20:59:19
就是图太小了,眼睛累坏了
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l121432711

2012-5-22 09:12:19
可控硅是晶阐管,,,
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h1654155752.4989

2012-5-22 21:06:47
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夜空下的守望

2012-7-10 19:32:50
感谢赐教
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wananjushi

2012-7-11 13:01:51
学习了
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王林

2012-7-26 12:23:52
学习了
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史晓娇

2012-7-28 11:46:51
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赵宇

2012-8-23 18:14:42
学习了
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1653444106.496900

2012-8-23 20:27:00
学习了
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1653500523.968600

2012-8-30 02:07:26
本帖最后由 hk6108 于 2012-8-31 23:29 编辑

pnpn.gif

正偏结中 两种载流子必同在,反偏结其实也可让两种载流子对流的。

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wananjushi

2012-8-30 08:08:31
理解了
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xueling1987

2012-12-25 16:51:51
学习了
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赖林

2018-9-26 23:38:24
       看来可控硅旳作用好多
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王栋春

2018-10-4 22:12:33
这个资料不错  感谢楼主分享
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高云

2018-10-5 10:18:29
知识点是很好的知识点,就是缺少工匠精神,句子和图对不上,否则会对初学者是很好的教材。
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