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晶閘管簡介

晶閘管又叫可控硅(Silicon Controlled Rectifier, SCR)。自從20世紀50年代問世以來已經發展成了一個大的家族,它的主要成員有單向晶閘管、雙向晶閘管光控晶閘管、逆導晶閘管、可關斷晶閘管、快速晶閘管,等等。今天大家使用的是單向晶閘管,也就是人們常說的普通晶閘管,它是由四層半導體材料組成的,有三個PN結,對外有三個電極〔圖2(a)〕:第一層P型半導體引出的電極叫陽極A,第三層P型半導體引出的電極叫控制極G,第四層N型半導體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號可以看到,它和二極管一樣是一種單方向導電的器件,關鍵是多了一個控制極G,這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。

可控硅在電路中能夠實現交流電的無觸點控制,以小電流控制大電流,并且不象繼電器那樣控制時有火花產生,而且動作快、壽命長、可靠性好。在調速、調光、調壓、調溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。 可控硅分為單向的和雙向的,符號也不同。單向可控硅有三個PN結,由最外層的P極和N極引出兩個電極,分別稱為陽極和陰極,由中間的P極引出一個控制極。單向可控硅有其獨特的特性:當陽極接反向電壓,或者陽極接正向電壓但控制極不加電壓時,它都不導通,而陽極和控制極同時接正向電壓時,它就會變成導通狀態。一旦導通,控制電壓便失去了對它的控制作用,不論有沒有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處于導通狀態。要想關斷,只有把陽極電壓降低到某一臨界值或者反向。 雙向可控硅的引腳多數是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對有字符的一面時)。加在控制極G上的觸發脈沖的大小或時間改變時,就能改變其導通電流的大小。與單向可控硅的區別是,雙向可控硅G極上觸發脈沖的極性改變時,其導通方向就隨著極性的變化而改變,從 而能夠控制交流電負載。而單向可控硅經觸發后只能從陽極向陰極單方向導通,所以可控硅有單雙向之分。


可控硅是一個具有三個PN結、四層結構的大功率半導體器件,具有體積小、結構簡單、功能強、抗高壓的特點,現已廣泛應用于電視機、電冰箱、無線電遙控、攝像機、定時控制器等設備中。


可控硅的作用一:可控整流作用
可控硅的作用之一就是可控整流,這也是可控硅最基本也最重要的作用。大家所熟知的二極管整流電路只可完成整流的功能,并沒有實現可控,而一旦把二極管換做可控硅,便構成了一個可控整流電路。一個最基本的單相半波可控整流電路中,當正弦交流電壓處于正半周時,只有在控制極外加觸發脈沖時,可控硅才被觸發導通,負載上才會有電壓輸出,因此可以通過改變控制極上觸發脈沖到來的時間,來進一步調節負載上輸出電壓的平均值,達到可控整流的作用。
可控硅的作用二:用作無觸點開關

可控硅的作用之二就是用作無觸點開關,經常用于自動化設備中,代替通用繼電器,具有無噪音、壽命長的特點。
可控硅的作用三:開關和調壓作用
可控硅的作用之三就是起到開關和調壓的作用,經常應用于交流電路中,由于其被觸發時間不同,因此通過它的電流只有其交流周期的一部分,通過它的電壓只有全電壓的一部分,因而起到調節輸出電壓的作用。

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