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可控硅的特性与可控硅的工作原理

2015-1-20 14:18| 发布者: admin| 查看: 3324| 评论: 0

摘要: 双向可控硅TRIAC(TRIode AC semiconductor switch)为三端双向交流开关,亦称为双向晶闸管。双向可控硅的结构与符号见图5,从形式上可将双向可控硅看成一对反并联连接的普通可控硅的集成,工作原理与普通单向可控硅 ...
可控硅的结构原件:
可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如右图所示。


可控硅的特性:
为了能够直观地认识晶闸管的工作特性,大家先看这块示教板。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来,通过开关S接在直流电源上。注意阳极A是接电源的正极,阴极K接电源的负极,控制极G通过按钮开关SB接在1.5V直流电源的正极(这里使用的是KP1型晶闸管,若采用KP5型,应接在3V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接,也就是说,给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。合上电源开关S,小灯泡不亮,说明晶闸管没有导通;再按一下按钮开关SB,给控制极输入一个触发电压,小灯泡亮了,说明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢?
这个实验告诉我们,要使晶闸管导通,一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压,二是在它的控制极G与阴极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,仍然维持导通状态。


可控硅的特点:
“一触即发”。但是,如果阳极或控制极外加的是反向电压,晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通,却不能使它关断。那么,用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断,可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压,那么,在电压过零时,晶闸管会自行关断。

可控硅的典型应用电路:
锁存器电路
单向可控硅SCR振荡器
SCR半波整流稳压电源
SCR全波整流稳压电源
双向可控硅和固体继电器(SSR)
抑制RF干扰的辅助电路

双向可控硅的工作原理:
双向可控硅TRIAC(TRIode AC semiconductor switch)为三端双向交流开关,亦称为双向晶闸管。双向可控硅的结构与符号见图,从形式上可将双向可控硅看成一对反并联连接的普通可控硅的集成,工作原理与普通单向可控硅相同。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。

双向可控硅符号、结构示意图及其等效电路:


双向可控硅的工作特性:

双向可控硅的工作特性见图。

双向可控硅的伏安特性见图,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。

可控硅的三个电极分别叫阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。当器件的阳极接负电位(相对阴极而言)时,从符号图上可以看出PN结处于反向,具有类似二极管的反向特性。当器件的阳极上加正电位时(若控制极不接任何电压),在一定的电压范围内,器件仍处于阻抗很高的关闭状态。但当正电压大于某个电压(称为转折电压)时,器件迅速转变到低阻通导状态。加在可控硅阳极和阴极间的电压低于转折电压时,器件处于关闭状态。此时如果在控制极上加有适当大小的正电压(对阴极),则可控硅可迅速被激发而变为导通状态。可控硅一旦导通,控制极便失去其控制作用。就是说,导通后撤去栅极电压可控硅仍导通,只有使器件中的电流减到低于某个数值或阴极与阳极之间电压减小到零或负值时,器件才可恢复到关闭状态。

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