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可控硅原理及基本参数1

时间:2019-08-15信息来源:深圳市韩景元电子有限公司

一.可控硅是可控硅整流器的简称。它是由三个PN结四层结构硅芯片和三个电极组成的半导体器件。图3-28是它的构造、外观设计和图形符号。

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,通断撤退去栅极工作电压晶闸管仍通断,只能使元器件中的电流量瘦到小于某一标值或阴极与阳极氧化中间工作电压减少到零或负数时,元器件才可修复到关掉情况。

可控硅的伏安特性曲线。

曲线I为正向阻断特性。无控制极信号时,可控硅正向导通电压为正向转折电压(UB0);当有控制极信号时,正向转折电压会下降(即可以在较低正向电压下导通),转折电压随控制极电流的增大而减小。当控制极电流大到一定程度时,就不再出现正向阻断状态了。

曲线Ⅱ为导通工作特性。可控硅导通后内阻很小,管子本身压降很低,外加电压几乎全部降在外电路负载上,并流过比较大的负载电流,特性曲线与二极管正向导通特性相似。若阳极氧化工作电压减少(或负载电阻提升),导致阳极氧化电流量低于保持电流量IH时,晶闸管从通断情况马上变为顺向阻隔情况,返回曲线图I情况。

曲线Ⅲ为反向阻断特性。当器件的阳极加以反向电压时,尽管电压较高,但可控硅不会导通(只有很小的漏电流)。只有反向电压达到击穿电压时,电流才突然增大,若不加限制器件就会烧毁。正常工作时,外加电压要小于反向击穿电压才能保证器件安全可靠地工作。

可控硅的重要特点是:只要控制极中通以几毫安至几十毫安的电流就可以触发器件导通,器件中就可以通过较大的电流。运用这类特点可用以整流器、电源开关、直流变频、交直流电源转换、电动机变速、控温、变光以及它全自动控制回路中。

二、可控硅的主要技术参数

1.正向阻断峰值电压(VPFU)

是指在控制极开路及正向阻断条件下,可以重复加在器件上的正向电压的峰值。此工作电压要求为顺向转折点工作电压值的90%。

2.反向阻断峰值电压(VPRU)

它是指在控制极断路和额定结温度下,可以重复加在器件上的反向电压的峰值。此工作电压要求为最大反方向检测工作电压值的90%。

3.额定正向平均电流(IF)

在工作温度为+50C时,元器件通断(规范热管散热标准)可持续根据直流(即指供电力网供求平衡的开关电源頻率.通常为60Hz65Hz,在我国要求为60Hz)正弦半波电流量的均值。

4.正向平均压降(UF)

在要求的标准下,元器件通以额定值顺向均值电流量时,在阳极氧化与阴极中间电流的均值。

5.维持电流(IH)

在操纵极断掉时,元器件维持通断情况所必不可少的最少顺向电流量。

6.控制极触发电流(Ig)

阳极氧化与阴极中间加直流电6V工作电压时,使晶闸管彻底通断所必不可少的最少操纵极交流电流。

7.控制极触发电压(Ug)

就是指从阻隔变化为通断情况时操纵极上所加的最少交流电压。

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