晶閘管的基本原理是什么？其內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹

一直以來(lái)，晶閘管都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)?lái)晶閘管的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。

一、晶閘管

晶閘管是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又稱作可控硅整流管(SCR)，以前被簡(jiǎn)稱為可控硅。晶閘管能夠通過(guò)信號(hào)控制其導(dǎo)通，但不能控制其關(guān)斷，所以稱為半控型器件。晶閘管這個(gè)名稱往往專指晶閘管的一種基本類型一普通晶閘管。但從廣義上講，晶閘管還包括許多派生器件，如雙向晶閘管(TRIAC)、快速晶閘管(FST)、逆導(dǎo)型晶閘管(RCT)和光控晶閘管(LTT)等。

二、晶閘管的工作原理

通過(guò)電路做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，來(lái)說(shuō)明晶閘管的工作原理。由電源Us、白熾燈、晶閘管的陽(yáng)極、陰極組成晶閘管主電路。電源Uc、開(kāi)關(guān)S、晶閘管門極和陰極組成控制電路也稱觸發(fā)電路。

當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極A接電源Us的正端。陰極K經(jīng)白熾燈接電源的負(fù)端，此時(shí)晶閘管承受正向電壓。當(dāng)控制電路中開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，白熾燈不亮，說(shuō)明晶閘管不導(dǎo)通。

當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極和陰極承受正向電壓，控制電路中開(kāi)關(guān)S閉合，使控制極也加正向電壓，(控制極相對(duì)陰極間的電壓)。這時(shí)白熾燈亮，說(shuō)明晶閘管導(dǎo)通。

當(dāng)品閘管導(dǎo)通后，將控制極上的電壓去掉(即將開(kāi)美S斷開(kāi))，白熾燈依然亮。說(shuō)明一旦晶閘管導(dǎo)通后，控制極就失去控制作用。

當(dāng)品閘管的陽(yáng)極和陰極間加反向電壓，不管控制極加不加電壓，燈都不亮，此時(shí)晶閘管截止。如果控制極加反向電壓，無(wú)論品閘管主電路加正向電壓還是反向電壓，晶閘管都不導(dǎo)通。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出如下結(jié)論。

(1)欲使晶閘管導(dǎo)通必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：

①晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K之間加上正向電壓，②品閘管的門極G與陰極K之間也加上合適的正向電壓和電流。

(2)晶閘管一旦導(dǎo)通后，門極就失去控制作用，故晶閘管為半控型器件。

(3)為使晶閘管關(guān)斷，必須使其陽(yáng)極A電流降低到零或某一數(shù)值以下，這可以采用將陽(yáng)極A電壓減少到零或者給陽(yáng)極施加反向電壓。

三、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

大家使用的是單向晶閘管，也就是人們常說(shuō)的普通晶閘管，它是由四層半導(dǎo)體材料組成的，有三個(gè)PN結(jié)，對(duì)外有三個(gè)電極：第一層P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽(yáng)極A，第三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G，第四層N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號(hào)可以看到，它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷?，關(guān)鍵是多了一個(gè)控制極G，這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。

以硅單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件,起始于1957年，因?yàn)樗奶匦灶愃朴谡婵臻l流管，所以國(guó)際上通稱為硅晶體閘流管，簡(jiǎn)稱晶閘管T，又因?yàn)榫чl管最初的在靜止整流方面，所以又被稱之為硅可控整流元件，簡(jiǎn)稱為可控硅SCR。

在性能上，可控硅不僅具有單向?qū)щ娦?，而且還具有比硅整流元件(俗稱"死硅")更為可貴的可控性。它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)。

可控硅能以毫安級(jí)電流控制大功率的機(jī)電設(shè)備，如果超過(guò)此功率，因元件開(kāi)關(guān)損耗顯著增加，允許通過(guò)的平均電流相降低，此時(shí)，標(biāo)稱電流應(yīng)降級(jí)使用。

可控硅的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬(wàn)倍;反應(yīng)極快，在微秒級(jí)內(nèi)開(kāi)通、關(guān)斷;無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行，無(wú)火花、無(wú)噪音;效率高，成本低等等。

可控硅的弱點(diǎn)：靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過(guò)載能力較差;容易受干擾而誤導(dǎo)通。

可控硅從外形上分類主要有：螺栓形、平板形和平底形。

可控硅元件的結(jié)構(gòu)

不管可控硅的外形如何，它們的管芯都是由P型硅和N型硅組成的四層P1N1P2N2結(jié)構(gòu)。它有三個(gè)PN結(jié)(J1、J2、J3)，從J1結(jié)構(gòu)的P1層引出陽(yáng)極A，從N2層引出陰級(jí)K，從P2層引出控制極G，所以它是一種四層三端的半導(dǎo)體器件。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)晶閘管的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。