可控硅又稱晶閘管（Silicon Controlled Rectifier,SCR）。自從20世紀(jì)50年代問世以來已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)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(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶可控硅閘管、快速晶閘管，等等。
簡(jiǎn)介
可控硅，是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，亦稱為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中，多用來作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無觸點(diǎn)開關(guān)等。家用電器中的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、組合音響、聲光電路、定時(shí)控制器、玩具裝置、無線電遙控、攝像機(jī)及工業(yè)控制等都大量使用了可控硅器件。
結(jié)構(gòu)
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(dǎo)體材料組成的，有三個(gè)PN結(jié)，對(duì)外有三個(gè)電極〔圖2(a)〕:第一層P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽極A，第三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G，第四層N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號(hào)〔圖2(b)〕可以看到，它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷?，關(guān)鍵是多了一個(gè)控制極G，這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。
以硅單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件,起始于1957年，因?yàn)樗奶匦灶愃朴谡婵臻l流管，所以國際上通稱為硅晶體閘流管，簡(jiǎn)稱晶閘管T，又因?yàn)榫чl管最初的在靜止整流方面，所以又被稱之為硅可控整流元件，簡(jiǎn)稱為可控硅SCR.
在性能上，可控硅不僅具有單向?qū)щ娦?，而且還具有比硅整流元件(俗稱"死硅")更為可貴的可控性.它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài).
可控硅能以毫安級(jí)電流控制大功率的機(jī)電設(shè)備，如果超過此功率，因元件開關(guān)損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時(shí)，標(biāo)稱電流應(yīng)降級(jí)使用.
可控硅的優(yōu)點(diǎn)很多，例如:以小功率控制大功率，功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬倍;反應(yīng)極快，在微秒級(jí)內(nèi)開通、關(guān)斷;無觸點(diǎn)運(yùn)行，無火花、無噪音;效率高，成本低等等.
可控硅的弱點(diǎn):靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過載能力較差;容易受干擾而誤導(dǎo)通.
可控硅從外形上分類主要有:螺栓形、平板形和平底形.
不管可控硅的外形如何，它們的管芯都是由P型硅和N型硅組成的四層P1N1P2N2結(jié)構(gòu).見圖1.它有三個(gè)PN結(jié)(J1、J2、J3)，從J1結(jié)構(gòu)的P1層引出陽極A，從N2層引出陰級(jí)K，從P2層引出控制極G，所以它是一種四層三端的半導(dǎo)體器件.
工作原理
結(jié)構(gòu)原件
可控硅是P1、N1、P2、N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成，其等效圖解如右圖所示。雙向可控硅:雙向可控硅是一種硅可控整流器件，也稱作雙向晶閘管。這種器件在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)交流電的無觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，具有無火花、動(dòng)作快、壽命長、可靠性高以及簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。從外表上看，雙向可控硅和普通可控硅很相似，也有三個(gè)電極。
但是，它除了其中一個(gè)電極G仍叫做控制極外，另外兩個(gè)電極通常卻不再叫做陽極和陰極，而統(tǒng)稱為主電極Tl和T2。它的符號(hào)也和普通可控硅不同，是把兩個(gè)可控硅反接在一起畫成的，如圖2所示。它的型號(hào)，在我國一般用"3CTS"或"KS"表示;國外的資料也有用"TRIAC"來表示的。雙向可控硅的規(guī)格、型號(hào)、外形以及電極引腳排列依生產(chǎn)廠家不同而有所不同，但其電極引腳多數(shù)是按T1、T2、G的顧序從左至右排列(觀察時(shí)，電極引腳向下，面對(duì)標(biāo)有字符的一面)。目前市場(chǎng)上最常見的幾種塑封外形結(jié)構(gòu)雙向可控硅的外形及電極引腳排列如下圖1所示。
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