双向可控硅的工作原理原来是这样 双向可控硅工作原理

双向晶闸管的工作原理
1.可控硅是P1N1P2N2的四层三端结构元件,有三个PN结 。在分析原理时,可将其视为PNP晶体管和NPN晶体管 。
当直流电压加到阳极A时,BG1和BG2管都处于放大状态 。此时,如果从栅极G输入正触发信号,基极电流ib2流过被BG2放大的BG2,其集电极电流ic2=2ib2 。因为BG2的集电极直接连接到BG1的基极,所以ib1=ic2 。此时,电流ic2被BG1放大,因此BG1的集电极电流IC1 = 1 IB 1 = 12 IB 2 。该电流流回BG2基极,表现为正反馈,使ib2不断增大 。由于这个正反馈周期,两个管的电流急剧增加,晶闸管饱和导通 。
由于BG1和BG2形成的正反馈功能,一旦晶闸管导通,即使控制电极G的电流消失,晶闸管仍然可以导通 。因为触发信号只起触发器的作用,没有关断功能,所以这个晶闸管不能关断 。
因为可控硅只能通断,所以具有开关特性,需要一定的条件才能变换 。
2.触发
当直流电压加到控制电极G时(见图5),由于JBOY3乐队的正向偏压,P2区的空空穴进入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT 。基于晶闸管的内部正反馈效应(见图2)和IGT效应,晶闸管提前导通,导致图3中V-A特性的OA段左移 。IGT越大,特征的左移越快 。
一、SCR的概念和结构?
晶闸管也叫晶闸管 。自20世纪50年代问世以来,已发展成为一个大家族,主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、反向晶闸管、关断晶闸管、快速晶闸管等 。今天我们用的是单向晶闸管,俗称普通晶闸管 。它们由四层半导体材料组成,具有三个PN结和三个电极(图2 (a)):来自第一层P型半导体的电极称为阳极A,来自第三层P型半导体的电极称为控制电极G,来自第四层N型半导体的电极称为阴极k .从晶闸管的电路符号(图2 (b)),我们可以看到它是一个像二极管一样的单向导电器件,关键是它有一个控制电极G,这使得它具有与二极管完全不同的工作特性 。

图2
二、晶闸管的主要工作特性
为了直观地了解晶闸管的工作特性,我们应该先看一下这个示教板(图3) 。晶闸管VS与小灯泡EL串联,通过开关S与DC电源相连..注意阳极A是连接电源的正极,阴极K连接电源的负极,控制电极G通过按钮开关SB连接3V DC电源的正极(这里用的是KP5晶闸管,如果用KP1晶闸管,应该是连接1.5V DC电源的正极) 。晶闸管与电源之间的这种连接称为正向连接,也就是说,晶闸管的阳极和控制电极上加直流电压 。现在我们打开电源开关S,小灯泡不亮,说明晶闸管不亮;再次按下按钮开关SB,向控制电极输入触发电压,小灯泡亮起,表示晶闸管导通 。这个演示实验给了我们什么启发?

图3
这个实验告诉我们,要导通晶闸管,首先在其阳极A和阴极K之间施加一个直流电压,其次在其控制电极G和阴极K之间输入一个正向触发电压,晶闸管导通后,松开按钮开关,去掉触发电压,仍然保持导通 。
晶闸管的特点:它是“爆炸性”的 。然而,如果反向电压施加到阳极或控制电极,晶闸管不能导通 。控制电极的功能是通过施加正触发脉冲来接通晶闸管,而不是将其关断 。那么,可以用什么方法关断导通的晶闸管呢?关闭导通的晶闸管可以关闭阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于最小值(称为保持电流)以保持导通 。如果在晶闸管的阳极和阴极之间施加交流电压或脉动DC电压,当电压过零时,晶闸管将自动关断 。
3.用万用表能区分晶闸管的三个电极吗?晶闸管质量如何检测?
普通晶闸管的三个电极可以用万用表欧姆档R100测量 。我们都知道,晶闸管G和K之间有一个PN结(图2 (a)),相当于一个二极管,G为正极,K为负极 。因此,根据测试二极管的方法,找出三个极中的两个,并测量它们的正负电阻 。电阻小的时候,万用表的黑色手写笔接控制极G,红色手写笔接阴极K,剩下的一个是阳极a,要测试晶闸管的质量,可以用刚才演示的示教板电路(图3) 。打开电源开关S,按下按钮开关SB,灯泡好,不亮就坏 。
4.晶闸管在电路中的主要用途是什么?
普通晶闸管最基本的用途是可控整流 。常见的二极管整流电路属于不可控整流电路 。如果用晶闸管代替二极管,就可以形成可控整流电路 。现在我来画最简单的单相半波可控整流电路[图4 (a)] 。在正弦交流电压U2的正半周期间,如果触发脉冲Ug没有输入到VS的栅极,VS仍然不能导通 。只有当U2处于正半周并且触发脉冲Ug施加到栅极时,晶闸管才被触发导通 。现在,绘制其波形图(图4(c)和(d)),我们可以看到,只有当触发脉冲Ug到达时,电压UL才会输出到负载RL上(波形图中阴影部分) 。Ug来得早,晶闸管开得早;当Ug来晚了,晶闸管会晚一点导通 。通过改变触发脉冲Ug到达栅极的时间,可以调整负载上输出电压的平均值UL(阴影部分的区域) 。在电气技术中,交流电的半周经常被设定为180°,这被称为电角度 。这样,在U2的每个正半周中,从零值到触发脉冲到达的瞬间所经历的电角度被称为控制角度;晶闸管在每个正半周导通的电角度称为导通角 。显然,和都用于指示直流电压半周期间晶闸管的导通或阻塞范围 。通过改变控制角或导通角,改变负载上脉冲DC电压的平均值UL,实现可控整流 。

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