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  • 晶閘管或硅控整流器的基本知識(shí)與特點(diǎn)
    • 發(fā)布時(shí)間:2021-01-22 18:32:01
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    晶閘管或硅控整流器的基本知識(shí)與特點(diǎn)
    一般來(lái)說(shuō),在設(shè)計(jì)電子工程和一般電路時(shí),我們使用許多電氣和電子元件。這些基本組件包括電阻器,晶體管,電容器,二極管,電感器,LED,晶閘管或可控硅整流器,集成電路等。整流器分為兩類:不可控整流器(二極管)和可控整流器(晶閘管)。實(shí)際上,許多工程學(xué)生和電子愛(ài)好者都希望了解電子電氣元件的基本知識(shí)。但是,在這篇文章中我們來(lái)詳細(xì)討論一下晶閘管或者可控硅整流器的基礎(chǔ)知識(shí)和特性。
    硅控整流器
    晶閘管或可控硅是一種多層半導(dǎo)體器件,與晶體管相似。可控硅整流器由三個(gè)端子(陽(yáng)極,陰極和柵極)組成,不像兩端二極管(陽(yáng)極和陰極)整流器。當(dāng)二極管的陽(yáng)極電壓大于陰極電壓時(shí),二極管被稱為不受控制的整流器(在正向偏置條件下沒(méi)有任何控制)。
    晶閘管
    但是,即使陽(yáng)極電壓大于陰極電壓,可控硅整流器也不會(huì)導(dǎo)通,除非(第三端)柵極端子被觸發(fā)。因此,通過(guò)向柵極端子提供觸發(fā)脈沖,我們可以控制晶閘管的操作(ON或OFF)。因此,晶閘管也稱為可控整流器或可控硅。
    硅控整流器基礎(chǔ)
    與二極管中的兩層(PN)和晶體管中的三層(PNP或NPN)不同,可控硅由四層(PNPN)和三個(gè)PN結(jié)串聯(lián)而成。可控硅或可控硅由圖中所示的符號(hào)表示。
    晶閘管
    可控硅整流器也是一種單向器件,因?yàn)樗荒茉谝粋€(gè)方向上傳導(dǎo)。通過(guò)適當(dāng)觸發(fā),晶閘管可以用作開(kāi)路開(kāi)關(guān),也可以用作整流二極管。但晶閘管不能作為放大器使用,只能用于門(mén)極觸發(fā)脈沖控制的開(kāi)關(guān)操作。
    晶閘管可以用多種材料制造,如硅,碳化硅,砷化鎵,氮化鎵等。但是,由于硅的良好的導(dǎo)熱性,高電流能力,高電壓能力和經(jīng)濟(jì)的加工性使其比其他用于制造晶閘管的材料更受青睞,因此它們也被稱為可控硅整流器。
    硅控整流器工作原理
    晶閘管的工作可以從可控硅的三態(tài)工作模式來(lái)理解。晶閘管的三種工作模式如下:
    一、反向阻塞模式
    二、轉(zhuǎn)發(fā)阻止模式
    三、正向?qū)J?/div>
    反向阻止模式
    如果我們反轉(zhuǎn)晶閘管的陽(yáng)極和陰極連接,則下部和上部二極管反向偏置。因此,沒(méi)有傳導(dǎo)路徑,所以沒(méi)有電流流動(dòng)。因此,被稱為反向阻止模式。
    轉(zhuǎn)發(fā)阻止模式
    一般來(lái)說(shuō),沒(méi)有任何觸發(fā)脈沖到柵極端,硅控整流器保持關(guān)斷,指示沒(méi)有電流在正向(從陽(yáng)極到陰極)流動(dòng)。這是因?yàn)槲覀冞B接了兩個(gè)二極管(上,下二極管都是正向偏置的),形成一個(gè)晶閘管。但是,這兩個(gè)二極管之間的連接是反向偏置的,這消除了從上到下的電流流動(dòng)。因此,這個(gè)狀態(tài)被稱為前向阻塞模式。在這種模式下,即使晶閘管像傳統(tǒng)的正向偏置二極管那樣具有條件,但由于柵極端不被觸發(fā),所以它不會(huì)導(dǎo)通。
    正向?qū)J?/div>
    在正向?qū)J较拢?yáng)極電壓必須大于陰極電壓,第三端子?xùn)艠O必須適當(dāng)?shù)赜|發(fā)晶閘管的導(dǎo)通。這是因?yàn)椋瑹o(wú)論何時(shí)觸發(fā)柵極端子,下部晶體管將導(dǎo)通上部晶體管上的哪個(gè)開(kāi)關(guān),然后上部晶體管導(dǎo)通下部晶體管,從而晶體管彼此激活。這兩個(gè)晶體管的內(nèi)部正反饋過(guò)程重復(fù),直到兩個(gè)都完全激活,然后電流將從陽(yáng)極到陰極。所以,這種可控硅的工作模式被稱為正向?qū)J健?/div>
    硅控整流器特性
    晶閘管
    該圖顯示了可控硅整流器的特性,也代表了三種不同模式下的晶閘管操作,例如反向阻斷模式,正向阻斷模式和正向?qū)J健>чl管的VI特性也代表了反向阻斷電壓,正向阻斷電壓,反向擊穿電壓,保持電流,擊穿電壓等,如圖所示。
    硅控整流器應(yīng)用
    可控硅整流器應(yīng)用于大電流,大電流的電路中,如電流大于1kV或大于100A的電力系統(tǒng)電路。
    晶閘管專門(mén)用于減少電路中的內(nèi)部功率損耗。可控硅整流器可用于控制電路中的功率,而無(wú)需使用晶閘管的開(kāi)關(guān)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)任何損耗。
    可控硅整流器也用于整流目的,即從交流電到直流電。通常,可控硅用于交流 - 交流轉(zhuǎn)換器(cycloconverters),這是可控硅最常見(jiàn)的應(yīng)用。
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