可控硅详细介绍
可控硅详细介绍
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。
一、 可控硅的结构和特性
■可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种（见图表-25）。螺旋式的应用较多。
■可控硅有三个电极----阳极（a）阴极（c）和控制极（g）。它有管芯是p 型导体和n 型导体交迭组成的四层结构，共有三个pn 结。其结构示意图和符号见图表-26。
■从图表-26中可以看到，可控硅和只有一个pn 结的硅整流二极度管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制极的引用，为其发挥“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。在应用可控硅时，只要在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
■可控硅为什么其有“以小控大”的可控性呢？下面我们用图表-27来简单分析可控硅的工作原理。
■首先，我们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。这样就可画出图表-27（c）的等效电路图来分析。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。
二、可控硅的主要参数
可控硅的主要参数有：
1、 额定通态平均电流it在一定条件下，阳极---阴极间可以连续通过的50赫兹正弦半波电流的平均值。
2、 正向阻断峰值电压vpf 在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导能电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。
3、 反向阴断峰值电压vpr当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时，不能超过手册给出的这个参数值。
4、 控制极触发电流ig1 、触发电压vgt在规定的环境温度下，阳极---阴极间加有一定电压时，可控硅从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。
5、 维持电流ih在规定温度下，控制极断路，维持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。
近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频应用的快速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。
2020年Open RAN收入预期从2亿美元上调至3亿美元
荣耀Magic4影像新功夫正式上映，清晰捕捉中西刀剑细节
itel A47新品发布会定档！外观渲染图曝光
对华为P系列的评价：蜕变成时尚艺术品的华为P10/P10Plus明日发布
高灵敏、自供电氧化镓日盲紫外光电探测器研究取得进展
可控硅详细介绍
Facebook在棋盘游戏Go上击败计算机程序的最新进展
红魔Mars战地迷彩版新品上市 售价3999元
西人马重磅发布“乌骓”系列芯片，快马加鞭布局芯片赛道
医疗废水的氨氮的排放标准是多少？氨氮分析仪有哪些功能？
带您领略超级网关的霸气
物联网医疗设备资产管理网关_物联网智慧医院硬件设备
小米9评测搭载高通骁龙855处理器性能十分强悍
全新一代安卓智能系统农药残留检测仪的特点
安捷伦InfiniiVision 4000X上市，中低端示波器市场再燃战火
程序员应该怎样保持健康和维持人际关系
工业自动化以及人类与协作机器人的未来发展
非隔离线路在LED驱动电源上的应用解析
嵌入式开发硬件平台的基础部件说明
HTC VIVE和Wild与阿迪达斯合作研发VR相关技术
一、 可控硅的结构和特性
■可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种（见图表-25）。螺旋式的应用较多。
■可控硅有三个电极----阳极（a）阴极（c）和控制极（g）。它有管芯是p 型导体和n 型导体交迭组成的四层结构，共有三个pn 结。其结构示意图和符号见图表-26。
■从图表-26中可以看到，可控硅和只有一个pn 结的硅整流二极度管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制极的引用，为其发挥“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。在应用可控硅时，只要在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
■可控硅为什么其有“以小控大”的可控性呢？下面我们用图表-27来简单分析可控硅的工作原理。
■首先，我们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。这样就可画出图表-27（c）的等效电路图来分析。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。
二、可控硅的主要参数
可控硅的主要参数有：
1、 额定通态平均电流it在一定条件下，阳极---阴极间可以连续通过的50赫兹正弦半波电流的平均值。
2、 正向阻断峰值电压vpf 在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导能电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。
3、 反向阴断峰值电压vpr当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时，不能超过手册给出的这个参数值。
4、 控制极触发电流ig1 、触发电压vgt在规定的环境温度下，阳极---阴极间加有一定电压时，可控硅从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。
5、 维持电流ih在规定温度下，控制极断路，维持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。
近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频应用的快速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。
2020年Open RAN收入预期从2亿美元上调至3亿美元
荣耀Magic4影像新功夫正式上映，清晰捕捉中西刀剑细节
itel A47新品发布会定档！外观渲染图曝光
对华为P系列的评价：蜕变成时尚艺术品的华为P10/P10Plus明日发布
高灵敏、自供电氧化镓日盲紫外光电探测器研究取得进展
可控硅详细介绍
Facebook在棋盘游戏Go上击败计算机程序的最新进展
红魔Mars战地迷彩版新品上市 售价3999元
西人马重磅发布“乌骓”系列芯片，快马加鞭布局芯片赛道
医疗废水的氨氮的排放标准是多少？氨氮分析仪有哪些功能？
带您领略超级网关的霸气
物联网医疗设备资产管理网关_物联网智慧医院硬件设备
小米9评测搭载高通骁龙855处理器性能十分强悍
全新一代安卓智能系统农药残留检测仪的特点
安捷伦InfiniiVision 4000X上市，中低端示波器市场再燃战火
程序员应该怎样保持健康和维持人际关系
工业自动化以及人类与协作机器人的未来发展
非隔离线路在LED驱动电源上的应用解析
嵌入式开发硬件平台的基础部件说明
HTC VIVE和Wild与阿迪达斯合作研发VR相关技术