【德國(guó)西門康可控硅】可控硅工作原理

時(shí)間：2021-09-13作者：上海秦邦電子科技有限公司瀏覽：268

可控硅工作原理


結(jié)構(gòu)原件

可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成，其等效圖解如右圖所示。雙向可控硅：雙向可控硅是一種硅可控整流器件，也稱作雙向晶閘管。這種器件在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)交流電的無觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，具有無火花、動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性高以及簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。從外表上看，雙向可控硅和普通可控硅很相似，也有三個(gè)電極。但是，它除了其中一個(gè)電極G仍叫做控制較外，另外兩個(gè)電極通常卻不再叫做陽(yáng)極和陰極，而統(tǒng)稱為主電極Tl和T2。它的符號(hào)也和普通可控硅不同，是把兩個(gè)可控硅反接在一起畫成的，如圖2所示。它的型號(hào)，在我國(guó)一般用“3CTS”或“KS”表示；國(guó)外的資料也有用“TRIAC”來表示的。雙向可控硅的規(guī)格、型號(hào)、外形以及電極引腳排列依生產(chǎn)廠家不同而有所不同，但其電極引腳多數(shù)是按T1、T2、G的顧序從左至右排列(觀察時(shí)，電極引腳向下，面對(duì)標(biāo)有字符的一面)。市場(chǎng)上較常見的幾種塑封外形結(jié)構(gòu)雙向可控硅的外形及電極引腳排列

晶閘管特性

為了能夠直觀地認(rèn)識(shí)晶閘管的工作特性，大家先看這塊示教板（圖3）。晶閘管VS與小燈泡EL串聯(lián)起來，通過開關(guān)S接在直流電源上。注意陽(yáng)極A是接電源的正極，陰極K接電源的負(fù)極，控制較G通過按鈕開關(guān)SB接在1.5V直流電源的正極（這里使用的是KP1型晶閘管，若采用KP5型，應(yīng)接在3V直流電源的正極）。晶閘管與電源的這種連接方式叫做正向連接，也就是說，給晶閘管陽(yáng)極和控制較所加的都是正向電壓。合上電源開關(guān)S，小燈泡不亮，說明晶閘管沒有導(dǎo)通；再按一下按鈕開關(guān)SB，給控制較輸入一個(gè)觸發(fā)電壓，小燈泡亮了，說明晶閘管導(dǎo)通了。這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)給了我們什么啟發(fā)呢?
這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們，要使晶閘管導(dǎo)通，一是在它的陽(yáng)極A與陰極K之間外加正向電壓，二是在它的控制較G與陰極K之間輸入一個(gè)正向觸發(fā)電壓。晶閘管導(dǎo)通后，松開按鈕開關(guān)，去掉觸發(fā)電壓，仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。

晶閘管特點(diǎn)

“一觸即發(fā)”。但是，如果陽(yáng)極或控制較外加的是反向電壓，晶閘管就不能導(dǎo)通?？刂戚^的作用是通過外加正向觸發(fā)脈沖使晶閘管導(dǎo)通，卻不能使它關(guān)斷。那么，用什么方法才能使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷呢?使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，可以斷開陽(yáng)極電源（圖3中的開關(guān)S）或使陽(yáng)極電流小于維持導(dǎo)通的較小值（稱為維持電流）。如果晶閘管陽(yáng)極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動(dòng)直流電壓，那么，在電壓過零時(shí)，晶閘管會(huì)自行關(guān)斷。

應(yīng)用類型

雙向可控硅的特性曲線。
由圖可見，雙向可控硅的特性曲線是由一、三兩個(gè)象限內(nèi)的曲線組合成的。**象限的曲線說明當(dāng)加到主電極上的電壓使Tc對(duì)T1的極性為正時(shí)，我們稱為正向電壓，并用符號(hào)U21表示。當(dāng)這個(gè)電壓逐漸增加到等于轉(zhuǎn)折電壓UBO時(shí)，圖3(b)左邊的可控硅就觸發(fā)導(dǎo)通，這時(shí)的通態(tài)電流為I21，方向是從T2流向Tl。從圖中可以看到，觸發(fā)電流越大，轉(zhuǎn)折電壓就越低，這種情形和普通可控硅的觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律是一致的， 當(dāng)加到主電極上的電壓使Tl對(duì)T2的極性為正時(shí)，叫做反向電壓，并用符號(hào)U12表示。當(dāng)這個(gè)電壓達(dá)到轉(zhuǎn)折電壓值時(shí)，圖3（b)右邊的可控硅便觸發(fā)導(dǎo)通，這時(shí)的電流為I12，其方向是從T1到T2。這時(shí)雙向可控硅的特性曲線，
由于在雙向可控硅的主電極上，無論加以正向電壓或是反向電壓，也不管觸發(fā)信號(hào)是正向還是反向，它都能被觸發(fā)導(dǎo)通，因此它有以下四種觸發(fā)方式：(1)當(dāng)主電極T2對(duì)Tl所加的電壓為正向電壓，控制較G對(duì)**電極Tl所加的也是正向觸發(fā)信號(hào)（圖5a）。雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通后，電流I2l的方向從T2流向T1。由特性曲線可知，這時(shí)雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律是按*二象限的特性進(jìn)行的，又因?yàn)橛|發(fā)信號(hào)是正向的，所以把這種觸發(fā)叫做“**象限的正向觸發(fā)”或稱為I+觸發(fā)方式。(2)如果主電極T2仍加正向電壓，而把觸發(fā)信號(hào)改為反向信號(hào)(圖5b)，這時(shí)雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通后，通態(tài)電流的方向仍然是從T2到T1。我們把這種觸發(fā)叫做“**象限的負(fù)觸發(fā)”或稱為I-觸發(fā)方式。(3)兩個(gè)主電極加上反向電壓U12(圖5c)，輸入正向觸發(fā)信號(hào)，雙向可控硅導(dǎo)通后，通態(tài)電流從T1流向T2。雙向可控硅按*三象限特性曲線工作，因此把這種觸發(fā)叫做Ⅲ+觸發(fā)方式。 (4)兩個(gè)主電極仍然加反向電壓U12，輸入的是反向觸發(fā)信號(hào)(圖5d)，雙向可控硅導(dǎo)通后，通態(tài)電流仍從T1流向T2。這種觸發(fā)就叫做Ⅲ-觸發(fā)方式。 雙向可控硅雖然有以上四種觸發(fā)方式，但由于負(fù)信號(hào)觸發(fā)所需要的觸發(fā)電壓和電流都比較小。工作比較可靠，因此在實(shí)際使用時(shí)，負(fù)觸發(fā)方式應(yīng)用較多。


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