鉴别
可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种 , 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 。 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 。 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 。
电压测方法
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 , 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 。
【晶闸管 可控硅的测试方式】
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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