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                                                可控硅的結構與怎么鑒別可控硅

                                                發布時間:2012-11-05  新聞來源:高科特半導體

                                                上一篇:單、雙向可控硅的判別和性能的差別

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                                                  結構與鑒別  
                                                  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。實際上,可控硅的功用不僅是整流,它還可以用作無觸點開關以快速接通或切斷電路,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,其有體積小、效率高天天彩票官网、穩定性好、工作可靠等優點。它的出現天天彩票官网,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。

                                                 

                                                  可控硅從外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三種,螺旋式的應用較多??煽毓栌腥齻€電極---陽極(A)陰極(C)和控制極(G)。它有管芯是P型導體和N型導體交迭組成的四層結構,共有三個PN結??煽毓韬椭挥幸粋€PN結的硅整流二極度管在結構上迥然不同天天彩票官网√焯觳势惫偻??煽毓璧乃膶咏Y構和控制極的引用,為其發揮“以小控大”的優異控制特性奠定了基礎。在應用可控硅時,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。   

                                                 

                                                  可控硅為什么其有“以小控大”的可控性呢?下面我們用圖表-27來簡單分析可控硅的工作原理。   

                                                  首先,可以把從陰極向上數的第一天天彩票官网、二天天彩票官网、三層看面是一只NPN型號晶體管,而二、三四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用。當在陽極和陰極之間加上一個正向電壓Ea,又在控制極G和陰極C之間(相當BG1的基一射間)輸入一個正的觸發信號天天彩票官网,BG1將產生基極電流Ib1,經放大,BG1將有一個放大了β1倍的集電極電流IC1天天彩票官网。因為BG1集電極與BG2基極相連天天彩票官网,IC1又是BG2的基極電流Ib2。BG2又把比Ib2(Ib1)放大了β2的集電極電流IC2送回BG1的基極放大天天彩票官网天天彩票官网。如此循環放大,直到BG1、BG2完全導通天天彩票官网。實際這一過程是“一觸即發”的過程,對可控硅來說,觸發信號加入控制極,可控硅立即導通。導通的時間主要決定于可控硅的性能。

                                                 

                                                  可控硅這種通過觸發信號(小的觸發電流)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。

                                                 

                                                  普通可控硅的三個電極可以用萬用表歐姆擋R×100擋位來測天天彩票官网。大家知道天天彩票官网天天彩票官网,晶閘管G天天彩票官网、K之間是一個PN結(a),相當于一個二極管,G為正極、K為負極天天彩票官网,所以,按照測試二極管的方法,找出三個極中的兩個極,測它的正、反向電阻天天彩票官网,電阻小時,萬用表黑表筆接的是控制極G天天彩票官网,紅表筆接的是陰極K,剩下的一個就是陽極A了。測試晶閘管的好壞,可以用剛才演示用的示教板電路。接通電源開關S,按一下按鈕開關SB,燈泡發光就是好的,不發光就是壞的。

                                                 

                                                   鑒別可控硅三個極的方法很簡單,根據P-N結的原理,只要用萬用表測量一下三個極之間的電阻值就可以。

                                                 

                                                   陽極與陰極之間的正向和反向電阻在幾百千歐以上,陽極和控制極之間的正向和反向電阻在幾百千歐以上(它們之間有兩個P-N結,而且方向相反天天彩票官网,因此陽極和控制極正反向都不通)天天彩票官网天天彩票官网。

                                                 

                                                   控制極與陰極之間是一個P-N結,因此它的正向電阻大約在幾歐-幾百歐的范圍天天彩票官网,反向電阻比正向電阻要大天天彩票官网?天天彩票官网?墒强刂茦O二極管特性是不太理想的,反向不是完全呈阻斷狀態的,可以有比較大的電流通過,因此,有時測得控制極反向電阻比較小,并不能說明控制極特性不好。另外,在測量控制極正反向電阻時天天彩票官网天天彩票官网,萬用表應放在R*10或R*1擋,防止電壓過高控制極反向擊穿。

                                                 

                                                   若測得元件陰陽極正反向已短路,或陽極與控制極短路,或控制極與陰極反向短路,或控制極與陰極斷路,說明元件已損壞。

                                                 

                                                   可控硅一經觸發導通后,由于循環反饋的原因天天彩票官网,流入BG1基極的電流已不只是初始的Ib1,而是經過BG1、BG2放大后的電流(β1*β2*Ib1)這一電流遠大于Ib1天天彩票官网,足以保持BG1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Ea或降低Ea天天彩票官网,使BG1天天彩票官网、BG2中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Ea極性反接,BG1、BG2由于受到反向電壓作用將處于截止狀態天天彩票官网。這時,即使輸入觸發信號,可控硅也不能工作。反過來,Ea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天天彩票官网,可控硅也會導通,但已屬于非正常工作情況了。


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