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單向可控硅詳解,符號(hào),工作原理,作用介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-05-25 17:21:30
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單向可控硅詳解,符號(hào),工作原理,作用介紹
晶閘管(硅可控元件),是由三個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的一個(gè)大功率半導(dǎo)體器件,多用于可控整流、逆變、調(diào)壓等電路,也作為無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。可控硅可以分為單向可控硅和雙向可控硅以及門級(jí)關(guān)斷晶閘管(GTO),符號(hào)如下圖所示:
單向可控硅 符號(hào) 原理 作用
單向可控硅
單向可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示:
單向可控硅 符號(hào) 原理 作用
單向可控硅由四層半導(dǎo)體材料組成,四層材料由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體交替組成,它們的接觸面構(gòu)成了三個(gè)PN結(jié)。故單向可控硅也被稱為四層器件。
P1區(qū)引出線為陽(yáng)極A,N2引出線為陰極C,P2區(qū)引出線為控制極G。為了更好理解單向可控硅的工作原理,可以將單向可控硅拆為PNP型晶體管和NPN型晶體管相連。
單向可控硅工作原理
當(dāng)單向可控硅的陽(yáng)極A和陰極C之間施加正向電壓,而控制極G不施加電壓,則中間對(duì)應(yīng)的PN結(jié)處于反偏(電場(chǎng)方向和PN結(jié)方向相反)——J2反向偏置,管子不導(dǎo)通,組處于阻斷狀態(tài)。
當(dāng)單向可控硅陽(yáng)極A和陰極C之間施加正向電壓,且控制極G和陰極C之間也施加正向電壓,如下圖所示:
單向可控硅 符號(hào) 原理 作用
通過(guò)等效電路分析,T2管導(dǎo)通。若T2管的基極電流為IB2,則集電極電流為β2IB2;進(jìn)一步有IBIC2=β2IB2:,從而IC1=β1IB1=β1β2IB2,又由于IB2=IC1,再一次進(jìn)行上述放大過(guò)程,形成正反饋。
因在很短時(shí)間內(nèi)(不超過(guò)幾微秒)兩只管子均進(jìn)入飽和狀態(tài),使晶體管完全導(dǎo)通。晶體管一旦導(dǎo)通之后,控制極就失去作用,管子依靠?jī)?nèi)部的正反饋始終維持在導(dǎo)通狀態(tài)(這是由于晶體管導(dǎo)通后,BG2的基極始終有BG1的集電極電流提供觸發(fā)電流,因此控制極只在剛接上觸發(fā)信號(hào)(電壓)的那—瞬間才“觸發(fā)”作用)。
單向可控硅導(dǎo)通之后,陽(yáng)極和陰極之間的電壓一般為0.6~1.2V。電源電壓幾乎全部加在負(fù)載上。陽(yáng)極電流IA因型號(hào)不同可達(dá)幾十到幾千安。
單向可控硅的作用
1. 交流電的控制
單向可控硅最主要的用途就是用于交流電的控制和轉(zhuǎn)換。在交流電路中,它可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)、電流的控制和開關(guān)的功能。例如,電爐加熱和交流電機(jī)的調(diào)速都需要單向可控硅來(lái)完成。
2. 電源控制
單向可控硅還可以用于電源的控制。例如,手機(jī)充電器中的電源開關(guān)就是由單向可控硅來(lái)控制的。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的開關(guān)和電流大小的調(diào)節(jié)。
3. 照明控制
單向可控硅還可以用于照明控制。在智能家居系統(tǒng)中,可以利用單向可控硅來(lái)控制燈光的亮度和開關(guān)。此外,單向可控硅還可以應(yīng)用于防雷、防電擊和電磁兼容等方面。
單向可控硅和雙向可控硅的區(qū)別
單向可控硅是一種可控整流電子元件,它只能在一個(gè)方向上控制電流,即只能控制電流從一個(gè)端口流向另一個(gè)端口,而不能控制電流從另一個(gè)端口流向第一個(gè)端口。
雙向可控硅具有兩個(gè)方向輪流導(dǎo)通、關(guān)斷的特性,它可以在兩個(gè)方向上控制電流。
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