可控硅在工作時(shí)的基本原理是什么？

可控硅是一種半導(dǎo)體器件，也稱為晶閘管。它由三個(gè)區(qū)域組成：陽極(A)、陰極(C)和控制端(K)。當(dāng)加上控制信號時(shí)，可控硅可以通過改變陽極和陰極之間的電場強(qiáng)度來導(dǎo)通或截止，從而實(shí)現(xiàn)對電路的控制。下面將介紹可控硅在工作時(shí)的基本原理。

基本結(jié)構(gòu)：可控硅通常由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體構(gòu)成。其中，P型半導(dǎo)體的一端涂有一層摻雜劑，可以吸收電子;N型半導(dǎo)體的一端則沒有摻雜劑，可以釋放電子?？煽毓璧年枠O和陰極分別連接到電源的正負(fù)極，控制端連接到控制信號源。

工作原理：當(dāng)加上控制信號時(shí)，控制端會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，這個(gè)信號會使得可控硅中的電流瞬間變化。由于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間存在PN結(jié)，因此可控硅中的電流也會隨之變化。具體來說，當(dāng)控制端產(chǎn)生脈沖信號時(shí)，會使PN結(jié)中的電子和空穴重新組合，形成一個(gè)反向偏置的電場。這個(gè)電場會使得可控硅中的電流瞬間增大，從而導(dǎo)通電路。當(dāng)控制端停止產(chǎn)生脈沖信號時(shí)，可控硅中的電流會迅速減小，從而截止電路。

1、在半導(dǎo)體p-n結(jié)外加正向電壓，形成正向pn區(qū)。

2、在pn區(qū)中加正向電壓，形成反向pn區(qū)，同時(shí)在該區(qū)域施加電流。

3、由于反向PN區(qū)的存在，使得在導(dǎo)通后不會產(chǎn)生單向?qū)щ娦浴?

4、當(dāng)外電路有觸發(fā)信號時(shí)，則內(nèi)阻較小的那個(gè)管子導(dǎo)通;否則截止。

可控性：可控硅的可控性取決于控制端產(chǎn)生的脈沖信號的寬度和頻率。一般來說，脈沖信號的寬度越小、頻率越高，可控硅的可控性就越好。這是因?yàn)檩^小的脈沖信號可以使得PN結(jié)中的電子和空穴重新組合得更加迅速，從而使得可控硅中的電流變化更加劇烈。

應(yīng)用領(lǐng)域：可控硅廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，可控硅可以用作電壓調(diào)節(jié)器、電流控制器等;在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可控硅可以用作開關(guān)、傳感器等;在通信系統(tǒng)中，可控硅可以用作調(diào)制解調(diào)器、放大器等。

普通可控硅最基本的用途就是可控整流。二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成可控硅，就可以構(gòu)成可控整流電路。我畫一個(gè)最簡單的單相半波可控整流電路。在正弦交流電壓U2的正半周期間，如果VS的控制極沒有輸入觸發(fā)脈沖Ug，VS仍然不能導(dǎo)通，只有在U2處于正半周，在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時(shí)，可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通。畫出它的波形圖，可以看到，只有在觸發(fā)脈沖Ug到來時(shí)，負(fù)載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來得早，可控硅導(dǎo)通的時(shí)間就早;Ug到來得晚，可控硅導(dǎo)通的時(shí)間就晚。通過改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來的時(shí)間，就可以調(diào)節(jié)負(fù)載上輸出電壓的平均值UL(陰影部分的面積大小)。在電工技術(shù)中，常把交流電的半個(gè)周期定為180°，稱為電角度。這樣，在U2的每個(gè)正半周，從零值開始到觸發(fā)脈沖到來瞬間所經(jīng)歷的電角度稱為控制角α;在每個(gè)正半周內(nèi)可控硅導(dǎo)通的電角度叫導(dǎo)通角θ。很明顯，α和θ都是用來表示可控硅在承受正向電壓的半個(gè)周期的導(dǎo)通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或?qū)ń铅龋淖冐?fù)載上脈沖直流電壓的平均值UL，實(shí)現(xiàn)了可控整流。

總之，可控硅是一種重要的半導(dǎo)體器件，其基本原理是通過改變陽極和陰極之間的電場強(qiáng)度來導(dǎo)通或截止電路?？煽毓杈哂休^高的可控性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，是現(xiàn)代電子技術(shù)中不可或缺的一部分。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可控硅的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，為人們的生活和工作帶來了便利和創(chuàng)新。

這樣你對可控硅的工作原理有了一定的了解了嗎?