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可控硅

单向可控硅和双向可控硅的区别

可控硅(SCR: Silicon Controlled Rectifier)是可控硅整流器的简称。可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点,被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。
单向可控硅和双向可控硅的区别
单向可控硅
单向可控硅是一种可控整流电子元件,能在外部控制信号作用下由关断变为导通,但一旦导通,外部信号就无法使其关断,只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比,单向可控硅正向导通受控制极电流控制;与具有两个PN结的三极管相比,差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。
可控硅导通条件:一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压,二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备,可控硅才会处于导通状态。另外,可控硅一旦导通后,即使降低控制极电压或去掉控制极电压,可控硅仍然导通。 可控硅关断条件:降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压,使阳极电流小于最小维持电流以下。
双向可控硅
双向可控硅具有两个方向轮流导通、关断的特性。双向可控硅实质上是两个反并联的单向可控硅,是由NPNPN五层半导体形成四个PN结构成、有三个电极的半导体器件。由于主电极的构造是对称的(都从N层引出),所以它的电极不像单向可控硅那样分别叫阳极和阴极,而是把与控制极相近的叫做第一电极T1,另一个叫做第二电极T2。双向可控硅的主要缺点是承受电压上升率的能力较低。这是因为双向可控硅在一个方向
导通结束时,硅片在各层中的载流子还没有回到截止状态的位置,必须采取相应的保护措施。双向可控硅元件主要用于交流控制电路,如温度控制、灯光控制、防爆交流开关以及直流电机调速和换向等电路。
 
二者比较
单向可控硅和双向可控硅,都是三个电极。单向可控硅有阴极(K)、阳极(A)、控制极(G)。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连,其引出端称T1极,其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连,其引出端称T2极,剩下则为控制极(G)。
双向可控硅的判别
双向可控硅等效于两只单向可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连,其引出端称T1极,其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连,其引出端称T2极,剩下则为控制极(G)。
判别方法:
先任测两个极,若正、反测指针均不动(R×1挡),可能是A、K或G、A极(对单向可控硅)也可能是T2、T1或T2、G极(对双向可控硅)。若其中有一次测量指示为几十至几百欧,则必为单向可控硅。且红笔所接为K极,黑笔接的为G极,剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧,则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测,其中必有一次阻值稍大,则稍大的一次红笔接的为G极,黑笔所接为T1极,余下是T2极。
 
性能上的差别
 
将旋钮拨至R×1挡,对于1~6A单向可控硅,红笔接K极,黑笔同时接通G、A极,在保持黑笔不脱离A极状态下断开G极,指针应指示几十欧至一百欧,此时可控硅已被触发,且触发电压低(或触发电流小)。然后瞬时断开A极再接通,指针应退回∞位置,则表明可控硅良好。
对于1~6A双向可控硅,红笔接T1极,黑笔同时接G、T2极,在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极,指针应指示为几十至一百多欧(视可控硅电流大小、厂家不同而异)。然后将两笔对调,重复上述步骤测一次,指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧,则表明可控硅良好,且触发电压(或电流)小。
若保持接通A极或T2极时断开G极,指针立即退回∞位置,则说明可控硅触发电流太大或损坏。可按图2方法进一步测量,对于单向可控硅,闭合开关K,灯应发亮,断开K灯仍不息灭,否则说明可控硅损坏。
对于双向可控硅,闭合开关K,灯应发亮,断开K,灯应不息灭。然后将电池反接,重复上述步骤,均应是同一结果,才说明是好的。否则说明该器件已损坏。
引脚区分
对可控硅的引脚区分,有的可从外形封装加以判别,如外壳就为阳极,阴极引线比控制极引线长。从外形无法判断的可控硅,可用万用表R×100或R×1K挡,测量可控硅任意两管脚间的正反向电阻,当万用表指示低阻值(几百欧至几千欧的范围)时,黑表笔所接的是控制极G,红表笔所接的是阴极C,余下的一只管脚为阳极A。
 
结构控制
单向可控硅结构控制原理
单向可控硅为具有三个 PN 结的四层结构,由最外层的 P 层、N 层引出两个电极――阳 极 A 和阴极 K,由中间的 P 层引出控制极 G。电路符号好像为一只二极管,但好多一个引 出电极――控制极或触发极 G。SCR 或 MCR 为英文缩写名称。
  从控制原理上可等效为一只 PNP 三极管和一只 NPN 三极管的连接电路, 两管的基极电 流和集电极电流互为通路,具有强烈的正反反馈作用。一旦从 G、K 回路输入 NPN 管子的 基极电流,由于正反馈作用,两管将迅即进入饱合导通状态。可控硅导通之后,它的导通状 态完全依靠管子本身的正反馈作用来维持,即使控制电流(电压)消失,可控硅仍处于导通 状态。控制信号 UGK 的作用仅仅是触发可控硅使其导通,导通之后,控制信号便失去控制 作用。
单向可控硅的导通需要两个条件:
  1) 、A、K 之间加正向电压;
  2) 、G、K 之间输入一个正向触发电流信号,无论是直流或脉冲信号。
  若欲使可控硅关断,也有两个关断条件:
  1) 、使正向导通电流值小于其工作维持电流值;
  2) 、使 A、K 之间电压反向。
  可见,可控硅器件若用于直流电路,一旦为触发信号开通,并保持一定幅度的流通电流 的话,则可控硅会一直保持开通状态。除非将电源开断一次,才能使其关断。若用于交流电 路,则在其承受正向电压期间,若接受一个触发信号,则一直保持导通,直到电压过零点到 来,因无流通电流而自行关断。在承受反向电压期间,即使送入触发信号,可控硅也因 A、 K 间电压反向,而保持于截止状态。 可控硅器件因工艺上的离散性,其触发电压、触发电流值和导通压降,很难有统一的标 1 准。可控硅器件控制本质上如同三极管一样,为电流控制器件。功率越大,所需触发电流也 越大。触发电压范围一般为 1.5V―3V 左右,触发电流为 10mA―几百 mA 左右。峰值触发 电压不宜超过 10V,峰值触发电流也不宜超过 2A。A、K 间导通压降为 1―2V。
双向可控硅结构控制原理
尽管从形式上可将双向可控硅看成两只普通可控硅的组合,但实际上它是由7只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。小功率双向可控硅一般采用塑料封装,有的还带散热板。典型产品有BCMlAM(1A/600V)、BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率双向可控硅大多采用RD91型封装。
双向可控硅属于NPNPN五层器件,三个电极分别是T1、T2、G。因该器件可以双向导通,故除门极G以外的两个电极统称为主端子,用T1、T2表示,不再划分成阳极或阴极。其特点是,当G极和T2极相对于T1,的电压均为正时,T2是阳极,T1是阴极。反之,当G极和T2极相对于T1的电压均为负时,T1变成阳极,T2为阴极。双向可控硅由于正、反向特性曲线具有对称性,所以它可在任何一个方向导通。

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点击次数:  更新时间:2014-11-26  【打印此页】  【关闭】
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