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可控硅的结构和特性
2022-01-21 10:06:576

       可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种。螺旋式的应用较多。

       可控硅有三个电极----阳极(A)阴极(C)和控制极(G)。它有管芯是P 型导体和N 型导体交迭组成的四层

结构,共有三个PN 结。

       可控硅和只有一个PN 结的硅整流二极度管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制极的引用,为其发挥

“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。在应用可控硅时,只要在控制极加上很小的电流或电压,就能控制很大的

阳极电流或电压。目前已能制造出电流容量达几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。

       可控硅为什么其有“以小控大”的可控性呢?

       首先,我们可以把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只NPN 型号晶体管,而二、三四层组成另一只

PNP 型晶体管。其中第二、第三层为两管交迭共用。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压Ea ,又在控制极G和

阴极C之间(相当BG1 的基一射间)输入一个正的触发信号,BG1 将产生基极电流Ib1 ,经放大,BG1 将有一个放

大了β1 倍的集电极电流IC1 。因为BG1 集电极与BG2 基极相连,IC1 又是BG2 的基极电流Ib2 。BG2 又把比Ib2

(Ib1 )放大了β2 的集电极电流IC2 送回BG1 的基极放大。如此循环放大,直到BG1 、BG2 完全导通。实际这一

过程是“一触即发”的过程,对可控硅来说,触发信号加入控制极,可控硅立即导通。导通的时间主要决定于可控硅

的性能。

       可控硅一经触发导通后,由于循环反馈的原因,流入BG1 基极的电流已不只是初始的Ib1 ,而是经过BG1 、

BG2 放大后的电流(β1 *β2 *Ib1 )这一电流远大于Ib1 ,足以保持BG1 的持续导通。此时触发信号即使消失,可

控硅仍保持导通状态只有断开电源Ea 或降低Ea ,使BG1 、BG2 中的集电极电流小于维持导通的最小值时,可控硅

方可关断。当然,如果Ea 极性反接,BG1 、BG2 由于受到反向电压作用将处于截止状态。这时,即使输入触发信

号,可控硅也不能工作。反过来,Ea 接成正向,而触动发信号是负的,可控硅也不能导通。另外,如果不加触发

信号,而正向阳极电压大到超过一定值时,可控硅也会导通,但已属于非正常工作情况了。

       可控硅这种通过触发信号(小的触发电流)来控制导通(可控硅中通过大电流)的可控特性,正是它区别于

普通硅整流二极管的重要特征。

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