首先我們看看可控矽的結構及工作原理
可控矽,是可控矽整流元件的簡稱,是一種具有三個PN結的四層結構的大功率半導體器件,亦稱為晶閘管。具有體積小、結構相對簡單、功能強等特點,是比較常用的半導體器件之一。
可控矽分單向可控矽和雙向可控矽兩種。雙向可控矽也叫三端雙向可控矽,簡稱TRIAC。雙向可控矽在結構上相當于兩個單向可控矽反向連接,這種可控矽具有雙向導通功能。其通斷狀态由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負脈沖)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優點是控制電路簡單,沒有反向耐壓問題,因此特别适合做交流無觸點開關使用。
1、可控矽結構
可控矽具有三個PN結(J1、J2、J3),構成了四層P1N1P2N2結構,如下圖所示。可控矽對外有三個電極,由第一層P型半導體引出的電極稱為陽極A,由第三層P型半導體引出的電極稱為控制極G,由第四層N型半導體引出的電極稱為陰極K,其中控制極G的存在使得可控矽的工作特性不同于二極管。
2、可控矽工作原理
在分析可控矽工作原理時,我們經常将這種四層P1N1P2N2結構看作由一個PNP管和NPN管構成,如下圖所示。
當陽極A端加上正向電壓時,BG1和BG2管均處于放大狀态,此時由控制極G端輸入正向觸發信号,使得BG2管有基極電流ib2通過,經過BG2管的放大後,其集電極電流為ic2=β2ib2。而ic2沿電路流至BG1的基極,故有ib1=ic2,電流又經BG1管的放大作用後,得到BG1的集電極電流為ic1=β1ib1=β1β2ib2。此電流又流回BG2的基極,使得BG2的基極電流ib2增大,從而形成正向反饋使電流劇增,進而使得可控矽飽和并導通。由于在電路中形成了正反饋,所以可控矽一旦導通後無法關斷,即使控制極G端的電流消失,可控矽仍能繼續維持這種導通的狀态。
通過上面對工作原理的分析可知,可控矽隻具有導通和關斷兩種工作狀态,那麼這兩種工作狀态之間如何進行轉換呢?狀态的轉換需要什麼條件呢?下圖将會告訴你答案~
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