你知道可控硅的工作原理及檢測(cè)嗎？

什么是可控硅?它有什么作用?首先可控硅是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，一般由兩晶閘管反向連接而成。它的功用不僅是整流，還可以用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)以快速接通或切斷電路，實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等?？煽毓韬推渌雽?dǎo)體器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件。

一、工作過(guò)程

晶閘管T在工作過(guò)程中，它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路

雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)見(jiàn)圖2。它屬于NPNPN五層器件，三個(gè)電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向?qū)?，故除門極G以外的兩個(gè)電極統(tǒng)稱為主端子，用T1、T2。表示，不再劃分成陽(yáng)極或陰極。其特點(diǎn)是，當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1，的電壓均為正時(shí)，T2是陽(yáng)極，T1是陰極。反之，當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1的電壓均為負(fù)時(shí)，T1變成陽(yáng)極，T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見(jiàn)圖3，由于正、反向特性曲線具有對(duì)稱性，所以它可在任何一個(gè)方向?qū)ā?

從晶閘管的內(nèi)部分析工作過(guò)程：

晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個(gè)PN結(jié)圖一，可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管圖二。

當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，為使晶閘管導(dǎo)通，必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。圖2中每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基極電流。因此，兩個(gè)互相復(fù)合的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門極電流Ig流入時(shí)，就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通，晶體管飽和導(dǎo)通。

設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2;發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik;電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，設(shè)流過(guò)J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0，

晶閘管的陽(yáng)極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：

Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0

若門極電流為Ig，則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig

從而可以得出晶閘管陽(yáng)極電流為：I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2)) (1—1)

硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化如圖三所示。

當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，而門極未受電壓的情況下，式(1—1)中，Ig=0，(a1+a2)很小，故晶閘管的陽(yáng)極電流Ia≈Ic0 晶閘關(guān)處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下，從門極G流入電流Ig，由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù)a2，產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過(guò)PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1，產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。從圖3，當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時(shí)，式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0，因此提高了晶閘管的陽(yáng)極電流Ia.這時(shí)，流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。

式(1—1)中，在晶閘管導(dǎo)通后，1-(a1+a2)≈0，即使此時(shí)門極電流Ig=0，晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后，門極已失去作用。

在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽(yáng)極電流Ia減小到維持電流IH以下時(shí)，由于a1和a1迅速下降，當(dāng)1-(a1+a2)≈0時(shí)，晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。

二、可控硅檢測(cè)方法與經(jīng)驗(yàn)

只有當(dāng)單向可控硅陽(yáng)極A與陰極K之間加有正向電壓，同時(shí)控制極G與陰極間加上所需的正向觸發(fā)電壓時(shí)，方可被觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)A、K間呈低阻導(dǎo)通狀態(tài)，陽(yáng)極A與陰極K間壓降約1V。單向可控硅導(dǎo)通后，控制器G即使失去觸發(fā)電壓，只要陽(yáng)極A和陰極K之間仍保持正向電壓，單向可控硅繼續(xù)處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)。只有把陽(yáng)極A電壓拆除或陽(yáng)極A、陰極K間電壓極性發(fā)生改變(交流過(guò)零)時(shí)，單向可控硅才由低阻導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高阻截止?fàn)顟B(tài)。單向可控硅一旦截止，即使陽(yáng)極A和陰極K間又重新加上正向電壓，仍需在控制極G和陰極K間有重新加上正向觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。單向可控硅的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)狀態(tài)，用它可制成無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。

雙向可控硅第一陽(yáng)極A1與第二陽(yáng)極A2間，無(wú)論所加電壓極性是正向還是反向，只要控制極G和第一陽(yáng)極A1間加有正負(fù)極性不同的觸發(fā)電壓，就可觸發(fā)導(dǎo)通呈低阻狀態(tài)。此時(shí)A1、A2間壓降也約為1V。雙向可控硅一旦導(dǎo)通，即使失去觸發(fā)電壓，也能繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)?shù)谝魂?yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2電流減小，小于維持電流或A1、A2間當(dāng)電壓極性改變且沒(méi)有觸發(fā)電壓時(shí)，雙向可控硅才截?cái)啵藭r(shí)只有重新加觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。

單向可控硅的檢測(cè)

萬(wàn)用表選電阻R*1Ω擋，用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對(duì)引腳，此時(shí)黑表筆的引腳為控制極G，紅表筆的引腳為陰極K，另一空腳為陽(yáng)極A。此時(shí)將黑表筆接已判斷了的陽(yáng)極A，紅表筆仍接陰極K。此時(shí)萬(wàn)用表指針應(yīng)不動(dòng)。用短線瞬間短接陽(yáng)極A和控制極G，此時(shí)萬(wàn)用表電阻擋指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，阻值讀數(shù)為10歐姆左右。如陽(yáng)極A接黑表筆，陰極K接紅表筆時(shí)，萬(wàn)用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該單向可控硅已擊穿損壞。

雙向可控硅的檢測(cè)

用萬(wàn)用表電阻R*1Ω擋，用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻，結(jié)果其中兩組讀數(shù)為無(wú)窮大。若一組為數(shù)十歐姆時(shí)，該組紅、黑表所接的兩引腳為第一陽(yáng)極A1和控制極G，另一空腳即為第二陽(yáng)極A2。確定A1、G極后，再仔細(xì)測(cè)量A1、G極間正、反向電阻，讀數(shù)相對(duì)較小的那次測(cè)量的黑表筆所接的引腳為第一陽(yáng)極A1，紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定的第二陽(yáng)極A2，紅表筆接第一陽(yáng)極A1，此時(shí)萬(wàn)用表指針不應(yīng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，阻值為無(wú)窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短接，給G極加上正向觸發(fā)電壓，A2、A1間阻值約10歐姆左右。隨后斷開(kāi)A2、G間短接線，萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)保持10歐姆左右?；Q紅、黑表筆接線，紅表筆接第二陽(yáng)極A2，黑表筆接第一陽(yáng)極A1。同樣萬(wàn)用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，阻值為無(wú)窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接，給G極加上負(fù)的觸發(fā)電壓，A1、A2間的阻值也是10歐姆左右。隨后斷開(kāi)A2、G極間短接線，萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)不變，保持在10歐姆左右。符合以上規(guī)律，說(shuō)明被測(cè)雙向可控硅未損壞且三個(gè)引腳極性判斷正確。

檢測(cè)較大功率可控硅時(shí)，需要在萬(wàn)用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電池，以提高觸發(fā)電壓。

晶閘管(可控硅)的管腳判別 晶閘管管腳的判別可用下述方法： 先用萬(wàn)用表R*1K擋測(cè)量三腳之間的阻值，阻值小的兩腳分別為控制極和陰極，所剩的一腳為陽(yáng)極。再將萬(wàn)用表置于R*10K擋，用手指捏住陽(yáng)極和另一腳，且不讓兩腳接觸，黑表筆接陽(yáng)極，紅表筆接剩下的一腳，如表針向右擺動(dòng)，說(shuō)明紅表筆所接為陰極，不擺動(dòng)則為控制極。以上就是可控硅的相關(guān)解析，希望能給大家?guī)椭?