可控硅的基本管理工作分析原理及在調(diào)光器中的使用方法
發(fā)布時(shí)間: 2022-12-06 11:25:17 人氣:325 次
可控硅是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱(chēng),可控硅是一種高功率半導(dǎo)體器件,具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu),通常由兩個(gè)可控硅反向連接組成。整流橋將整流管封在一個(gè)殼內(nèi)了。分全橋和半橋。全橋是將連接好的橋式整流電路的四個(gè)二極管封在一起。半橋是將四個(gè)二極管橋式整流的一半封在一起,用兩個(gè)半橋可組成一個(gè)橋式整流電路,一個(gè)半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路, 選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓。可控硅通常被稱(chēng)之為功率半導(dǎo)體模塊(semiconductor module)。最早是在1970年由西門(mén)康公司率先將模塊原理引入電力電子技術(shù)領(lǐng)域,是采用模塊封裝形式,具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。晶閘管一種大功率電器元件,也稱(chēng)晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件,實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。它不僅作為整流,還作為一個(gè)快速開(kāi)關(guān)或切斷無(wú)觸摸開(kāi)關(guān);直流逆變器進(jìn)入交流;一種頻率的交流,以此類(lèi)推。與其他半導(dǎo)體器件一樣,它具有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作效率可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn),使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入強(qiáng)電領(lǐng)域,成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、軍事研究和商業(yè)、民用電器等方面的采用元素。目前,可控硅被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、機(jī)電應(yīng)用、工業(yè)電器和家用電器等領(lǐng)域。
晶閘管的形狀有區(qū)別:主要有螺旋型、平底型和平底型三種. 螺旋型更適用。
可控硅有三個(gè)極----陽(yáng)極(A)、陰極(C)和控制極(G),管芯是P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體交迭組成的四層結(jié)構(gòu),共有三個(gè)PN 結(jié),與只有一個(gè)PN結(jié)的硅整流二極管在結(jié)構(gòu)上迥然不同??煽毓璧乃膶咏Y(jié)構(gòu)和控制極的引入,為其發(fā)揮“以小控大”的優(yōu)異控制特性奠定了基礎(chǔ)??煽毓钁?yīng)用時(shí),只要在控制極加上很小的電流或電壓,就能控制很大的陽(yáng)極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達(dá)幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅,50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
我們可以把從陰極開(kāi)始的第一、二、三層看成一個(gè)NPN晶體管,而第二、三、四層構(gòu)成另一個(gè)PNP晶體管。其中,二層和三層由兩個(gè)重疊的管道共用??梢援?huà)出圖1的等效電路圖。當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間加一個(gè)直流電壓E,在控制電極G和陰極C(相當(dāng)于BG2的基極-發(fā)射極)之間輸入一個(gè)正的觸發(fā)信號(hào)時(shí),BG2會(huì)產(chǎn)生基極電流Ib2,放大后BG2會(huì)有一個(gè)放大β2倍的集電極電流IC2。因?yàn)锽G2的集電極連接到BG1的基極,所以IC2是BG1的基極電流Ib1。BG1將Ib1(Ib2)中β1放大的集電極電流IC1送回BG2基極放大。循環(huán)放大,直到BG1和BG2完全打開(kāi)。事實(shí)上,這個(gè)過(guò)程是“爆炸性”的。對(duì)于晶閘管,觸發(fā)信號(hào)施加到控制電極,晶閘管立即導(dǎo)通。導(dǎo)通時(shí)間主要取決于可控硅的性能。
可控硅一經(jīng)通過(guò)觸發(fā)導(dǎo)通后,由于發(fā)展循環(huán)進(jìn)行反饋的原因,流入BG2基極的電流模式已不僅僅只是一個(gè)初始的Ib2 ,而是需要經(jīng)過(guò)BG1、BG2放大后的電流(β1*β2*Ib2),這一工作電流影響遠(yuǎn)大于Ib2,足以可以保持BG2的持續(xù)導(dǎo)通。