可控硅_OFweek百科

  Rectifier, SCR)。自从20世纪50年代面世以来已开展成了一个大的宗族，它的首要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

  可控硅器材是一种很重要的功率器材，可用来做高电压和高电流的操控。可控硅器材首要用在开关方面，使器材从封闭或是阻断的状况转换为敞开或是导通的状况，反之亦然。可控硅器材与双极型晶体管有亲近的联系，二者的传导进程皆牵涉到电子和空穴，但可控硅的开关机制和双极晶体管是不同的，且由于器材结构不同，可控硅器材有较广大规模的电流、电压操控能力。如今的可控硅器材的额外电流能够从几毫安到5000A以上，标称电压能够超越10000V。下面将评论根本可控硅器材的作业原理，然后给出一些高功率和高频率的可控硅器材。

  今日咱们运用的是单向晶闸管，也便是人们常说的一般晶闸管，它是由四层半导体资料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫操控极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕能够正常的看到，它和二极管相同是一种单独导游电的器材，关键是多了一个操控极G，这就使它具有与二极管彻底不同的作业特性。

  以硅单晶为根本资料的P1N1P2N2四层三端器材，起始于1957年，由于它的特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T，又由于晶闸管开端的在停止整流方面，所以又被称之为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。

  在性能上，可控硅不仅仅具有单导游电性，并且还具有比硅整流元件(俗称死硅)更为可贵的可控性。它只要导通和关断两种状况。

  可控硅能以毫安级电流操控大功率的机电设备，假如超越此频率，因元件开关损耗明显添加，答应经过的均匀电流相下降，此刻，标称电流应降级运用。

  可控硅的长处许多，例如：以小功率操控大功率,功率放大倍数高达几十万倍；反响极快，在微秒级内注册、关断；无触点运转，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。

  不论可控硅的外形怎么,它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构.见图1.它有三个PN结(J1、J2、J3),从J1结构的P1层引出阳极A,从N2层引出阴级K,从P2层引出操控极G,所以它是一种四层三端的半导体器材。

  可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,剖析原理时,能够把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如右图所示

  为了能够直观地知道晶闸管的作业特性，咱们先看这块示教板(图3)。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，经过开关S接在直流电源上。留意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，操控极G经过按钮开关SB接在1.5V直流电源的正极(这儿运用的是KP1型晶闸管，若选用KP5型，应接在3V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种衔接办法叫做正向衔接，也便是说，给晶闸管阳极和操控极所加的都是正向电压。现在咱们合上电源开关S，小灯泡不亮，阐明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给操控极输入一个触发电压，小灯泡亮了，阐明晶闸管导通了。这个演示试验给了咱们什么启示呢?

  这个试验告知咱们，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，二是在它的操控极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，依然保持导通状况。

  “剑拔弩张”。可是，假如阳极或操控极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。操控极的作用是经过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么办法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，能够断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于保持导通的最小值(称为保持电流)。假如晶闸管阳极和阴极之间外加的是沟通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。

  一般晶闸管的三个电极能够用万用表欧姆挡R×100挡位来测。各位理解，晶闸管G、K之间是一个PN结〔图2(a)〕，相当于一个二极管，G为正极、K为负极，所以，依照测验二极管的办法，找出三个极中的两个极，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表红表笔接的是操控极G，黑表笔接的是阴极K，剩余的一个便是阳极A了。测验晶闸管的好坏，能够用方才演示用的示教板电路(图3)。接通电源开关S，按一下按钮开关SB，灯泡发光便是好的，不发光便是坏的。

  一般晶闸管最根本的用处便是可控整流。咱们了解的二极管整流电路归于不可控整流电路。假如把二极管换成晶闸管，就能够构成可控整流电路、逆变、电机调速、电机励磁、无触点开关及自动操控等方面。在电工技能中，常把沟通电的半个周期定为180，称为电视点。这样，在U2的每个正半周，从零值开端到触发脉冲到来瞬间所阅历的电视点称为操控角；在每个正半周内晶闸管导通的电视点叫导通角。很明显，和都是用来表明晶闸管在接受正向电压的半个周期的导通或阻断规模的。经过改动操控角或导通角，改动负载上脉冲直流电压的均匀值UL，完成了可控整流。

  可控硅的功用不仅是整流，它还能够用作无触点开关以快速接通或堵截电路，完成将直流电变成沟通电的逆变，将一种频率的沟通电变成另一种频率的沟通电，等等。

  常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、使用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路，等等。可控硅的首要参数

  额外通态均匀电流IT在必定条件下，阳极---阴极间能够接连经过的50赫兹正弦半波电流的均匀值。

  1、 反向阴断峰值电压VPR当可控硅加反向电压，处于反向关断状况时，能够重复加在可控硅两头的反向峰值电压。运用时，不能超越手册给出的这个参数值。

  2、 操控极触发电流Ig1 、触发电压VGT在规则的环境和温度下，阳极---阴极间加有必定电压时，可控硅从关断状况转为导通状况所需求的最小操控极电流和电压。

  3、 保持电流IH在规则温度下，操控极断路，保持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。

  近年来，许多新式可控硅元件相继面世，如适于高频使用的快速可控硅，能够用正或负的触发信号操控两个方导游通的双向可控硅，能够用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。

  （一）按关断、导通及操控办法分类：可控硅按其关断、导通及操控办法可分为一般可控硅、双向可控硅、逆导可控硅、门极关断可控硅（GTO）、BTG可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种。

  （二）按引脚和极性分类：可控硅按其引脚和极性可分为二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。

  （三）按封装方式分类：可控硅按其封装方式可分为金属封装可控硅、塑封可控硅和陶瓷封装可控硅三种类型。其间，金属封装可控硅又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封可控硅又分为带散热片型和不带散热片型两种。

  （四）按电流容量分类：可控硅按电流容量可分为大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三种。一般，大功率可控硅多选用金属壳封装，而中、小功率可控硅则多选用塑封或陶瓷封装。

  (五）按关断速度分类：可控硅按其关断速度可分为一般可控硅和高频（快速）可控硅。

  过零触发-一般是调功，即当正弦沟通电沟通电电压相位过零点触发，有必要是过零点才触发，导通可控硅。

  非过零触发-不管沟通电电压在什么相位的时分都可触发导通可控硅，常见的是移相触发，即经过改动正弦沟通电的导通角（角相位），来改动输出百分比。

  额外通态电流（IT)即最大安稳作业电流，俗称电流。常用可控硅的IT一般为一安到几十安。

  反向重复峰值电压（VRRM)或断态重复峰值电压（VDRM），俗称耐压。常用可控硅的VRRM/VDRM一般为几百伏到一千伏。

  操控极触发电流（IGT)，俗称触发电流。常用可控硅的IGT一般为几微安到几十毫安。