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      單向可控硅


      單向可控硅的寫法


      單向可控硅介紹

      單向可控硅是一種可控整流電子元件,能在外部控制信號作用下由關斷變為導通,但一旦導通,外部信號就無法使其關斷,只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關斷。單向可控硅是由三個PN結PNPN組成的四層三端半導體器件與具有一個PN結的二極管相比,單向可控硅正向導通受控制極電流控制;與具有兩個PN結的三極管相比,差別在于可控硅對控制極電流沒有放大作用。

      原理

      可控硅導通條件:一是可控硅陽極與陰極間必須加正向電壓,二是控制極也要加正向電壓。以上兩個條件必須同時具備,可控硅才會處于導通狀態。另外,可控硅一旦導通后,即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓,可控硅仍然導通。

      可控硅關斷條件:降低或去掉加在可控硅陽極至陰極之間的正向電壓,使陽極電流小于最小維持電流以下。

      區別

      雙向可控硅具有兩個方向輪流導通、關斷的特性。雙向可控硅實質上是兩個反并聯的單向可控硅,是由NPNPN五層半導體形成四個PN結構成、有三個電極的半導體器件。由于主電極的構造是對稱的(都從N層引出),所以它的電極不像單向可控硅那樣分別叫陽極和陰極,而是把與控制極相近的叫做電極A1,另一個叫做第二電極A2。雙向可控硅的主要缺點是承受電壓上升率的能力較低。這是因為雙向可控硅在一個方向導通結束時,硅片在各層中的載流子還沒有回到截止狀態的位置,必須采取相應的保護措施。雙向可控硅元件主要用于交流控制電路,如溫度控制、燈光控制、防爆交流開關以及直流電機調速和換向等電路。

      單向可控硅和雙向可控硅,都是三個電極。單向可控硅有陰極(K)、陽極(A)、控制極(G)。雙向可控硅等效于兩只單項可控硅反向并聯而成。即其中一只單向硅陽極與另一只陰極相邊連,其引出端稱T2極,其中一只單向硅陰極與另一只陽極相連,其引出端稱T2極,剩下則為控制極(G)。

      1、單、雙向可控硅的判別:先任測兩個極,若正、反測指針均不動(R×1擋),可能是A、K或G、A極(對單向可控硅)也可能是T2、T1或T2、G極(對雙向可控硅)。若其中有一次測量指示為幾十至幾百歐,則必為單向可控硅。且紅筆所接為K極,黑筆接的為G極,剩下即為A極。若正、反向測批示均為幾十至幾百歐,則必為雙向可控硅。再將旋鈕撥至R×1或R×10擋復測,其中必有一次阻值稍大,則稍大的一次紅筆接的為G極,黑筆所接為T1極,余下是T2極。

      2、性能的差別:將旋鈕撥至R×1擋,對于1~6A單向可控硅,紅筆接K極,黑筆同時接通G、A極,在保持黑筆不脫離A極狀態下斷開G極,指針應指示幾十歐至一百歐,此時可控硅已被觸發,且觸發電壓低(或觸發電流?。?。然后瞬時斷開A極再接通,指針應退回∞位置,則表明可控硅良好。

      對于1~6A雙向可控硅,紅筆接T1極,黑筆同時接G、T2極,在保證黑筆不脫離T2極的前提下斷開G極,指針應指示為幾十至一百多歐(視可控硅電流大小、廠家不同而異)。然后將兩筆對調,重復上述步驟測一次,指針指示還要比上一次稍大十幾至幾十歐,則表明可控硅良好,且觸發電壓(或電流)小。

      若保持接通A極或T2極時斷開G極,指針立即退回∞位置,則說明可控硅觸發電流太大或損壞??砂磮D2方法進一步測量,對于單向可控硅,閉合開關K,燈應發亮,斷開K燈仍不息滅,否則說明可控硅損壞。

      對于雙向可控硅,閉合開關K,燈應發亮,斷開K,燈應不息滅。然后將電池反接,重復上述步驟,均應是同一結果,才說明是好的。否則說明該器件已損壞。

      引腳區分

      對可控硅的引腳區分,有的可從外形封裝加以判別,如外殼就為陽極,陰極引線比控制極引線長。從外形無法判斷的可控硅,可用萬用表R×100或R×1K擋,測量可控硅任意兩管腳間的正反向電阻,當萬用表指示低阻值(幾百歐至幾千歐的范圍)時,黑表筆所接的是控制極G,紅表筆所接的是陰極C,余下的一只管腳為陽極A。

      性能檢測

      可控硅質量好壞的判別可以從四個方面進行。是三個PN結應完好;第二是當陰極與陽極間電壓反向連接時能夠阻斷,不導通;第三是當控制極開路時,陽極與陰極間的電壓正向連接時也不導通;第四是給控制極加上正向電流,給陰極與陽極加正向電壓時,可控硅應當導通,把控制極電流去掉,仍處于導通狀態。

      用萬用表的歐姆擋測量可控硅的極間電阻,就可對前三個方面的好壞進行判斷。具體方法是:用R×1k或R×10k擋測陰極與陽極之間的正反向電阻(控制極不接電壓),此兩個阻值均應很大。電阻值越大,表明正反向漏電電流愈小。如果測得的阻值很低,或近于無窮大,說明可控硅已經擊穿短路或已經開路,此可控硅不能使用了。

      用R×1k或R×10k擋測陽極與控制極之間的電阻,正反向測量阻值均應幾百千歐以上,若電阻值很?#8221;礱骺煽毓杌鞔┒搪貳?/FONT>

      用R×1k或R×100擋,測控制極和陰極之間的PN結的正反向電阻在幾千歐左右,如出現正向阻值接近于零值或為無窮大,表明控制極與陰極之間的PN結已經損壞。反向阻值應很大,但不能為無窮大。正常情況是反向阻值明顯大于正向阻值。

      萬用表選電阻R×1擋,將黑表筆接陽極,紅表筆仍接陰極,此時萬用表指針應不動。紅表筆接陰極不動,黑表筆在不脫開陽極的同時用表筆尖去瞬間短接控制極,此時萬用表電阻擋指針應向右偏轉,阻值讀數為10歐姆左右。如陽極接黑表筆,陰極接紅表筆時,萬用表指針發生偏轉,說明該單向可控硅已擊穿損壞。

      結構及控制

      單向可控硅為具有三個PN結的四層結構,由最外層的P層、N層引出兩個電極——陽極A和陰極K,由中間的P層引出控制極G。電路符號好像為一只二極管,但好多一個引出電極——控制極或觸發極G。SCR或MCR為英文縮寫名稱。

      從控制原理上可等效為一只PNP三極管與一只NPN三極管的連接電路,兩管的基極電流和集電極電流互為通路,具有強烈的正反反饋作用。一旦從G、K回路輸入NPN管子的基極電流,由于正反饋作用,兩管將迅即進入飽合導通狀態??煽毓鑼ㄖ?,它的導通狀態完全依靠管子本身的正反饋作用來維持,即使控制電流(電壓)消失,可控硅仍處于導通狀態??刂菩盘朥GK的作用僅僅是觸發可控硅使其導通,導通之后,控制信號便失去控制作用。

      單向可控硅的導通需要兩個條件:

      1)、A、K之間加正向電壓;

      2)、G、K之間輸入一個正向觸發電流信號,無論是直流或脈沖信號。

      若欲使可控硅關斷,也有兩個關斷條件:

      1)、使正向導通電流值小于其工作維持電流值;

      2)、使A、K之間電壓反向。

      可見,可控硅器件若用于直流電路,一旦為觸發信號開通,并保持一定幅度的流通電流的話,則可控硅會一直保持開通狀態。除非將電源開斷一次,才能使其關斷。若用于交流電路,則在其承受正向電壓期間,若接受一個觸發信號,則一直保持導通,直到電壓過零點到來,因無流通電流而自行關斷。在承受反向電壓期間,即使送入觸發信號,可控硅也因A、K間電壓反向,而保持于截止狀態??煽毓杵骷蚬に嚿系碾x散性,其觸發電壓、觸發電流值與導通壓降,很難有統一的標1準??煽毓杵骷刂票举|上如同三極管一樣,為電流控制器件。功率越大,所需觸發電流也越大。觸發電壓范圍一般為1.5V—3V左右,觸發電流為10mA—幾百mA左右。峰值觸發電壓不宜超過10V,峰值觸發電流也不宜超過2A。A、K間導通壓降為1—2V。

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