德国ixys艾赛斯可控硅模块--可控硅为什么其有“以小控大”的可控性呢?下面我们来简单分析可控硅的工作原理。
首先,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。
普通可控硅的三个电极可以用万用表欧姆挡r×100挡位来测。大家知道,晶闸管g、k之间是一个pn结(a),相当于一个二极管,g为正极、k为负极,所以,按照测试二极管的方法,找出三个极中的两个极,测它的正、反向电阻,电阻小时,万用表黑表笔接的是控制极g,可以用刚才演示用的示教板电路。接通电源开关s,按一下按钮开关sb,灯泡发光就是好的,不发光就是坏的。
测量方法
鉴别可控硅三个极的方法很简单,根据p-n结的原理,只要用万用表测量一下三个极之间的电阻值就可以。
阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上,阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上(它们之间有两个p-n结,而且方向相反,因此阳极和控制极正反向都不通) 。
控制极与阴极之间是一个p-n结,因此它的正向电阻大约在几欧-几百欧的范围,反向电阻比正向电阻要大。可是控制极二极管特性是不太理想的,反向不是完全呈阻断状态的,可以有比较大的电流通过,因此,有时测得控制极反向电阻比较小,并不能说明控制极特性不好。另外,在测量控制极正反向电阻时,万用表应放在r*10或r*1挡,防止电压过高控制极反向击穿。
若测得元件阴阳极正反向已短路,或阳极与控制极短路,或控制极与阴极反向短路,或控制极与阴极断路,说明元件已损坏。
可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个pn结的四层结构的大功率半导体器件。实际上,可控硅的功用不仅是整流,它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路,实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电,等等。可控硅和其它半导体器件一样,其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现,使半导体技术从弱电领域进入了强电领域,成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。
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