单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法
(完整版)单向可控硅的原理及测试
单向可控硅的原理及测试可控硅的意思:可控的硅整流器,其整流输出电压是受控的,常与移相或过零触发电路配合,应用于交、直流调压电路。
可控硅是在晶体管基础上发展起来的一种集成式半导体器件。
单向可控硅的等效原理及测量电路见下图1:AKGP N P NKGGKGA图1 可控硅器件等效及测量电路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 三极管与一只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U GK 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、触发电流值与导通压降,很难有统一的标准。
可控硅器件控制本质上如同三极管一样,为电流控制器件。
如何用万用表测试单向可控硅
如何用万用表测试单向可控硅2008-05-10 02:45可控硅又叫晶体闸流管,在强电和弱电领域都有极为广泛的应用。
其中在弱电领域中应用的可控硅功率比较小,外形像三极管,是电子爱好者常遇到的元件之一。
正确测试可控硅是电子爱好者必须具备的基本技能。
如何来测试可控硅呢?由于万用表是电子爱好者必配工具,这里介绍如何用万用表来测试单向可控硅。
单向可控硅的测试包括两个方面:一是极性的判定;二是触发特性的测试。
一、可控硅极性的判定单向可控硅是由三个PN结的半导体材料构成,其基本结构、符号及等效电路如图1所示。
可控硅有三个电极:阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。
从等效电路上看,阳极(A)与控制极(G)之间是两个反极性串联的PN结,控制极(G)与阴极(K)之间是一个PN结。
根据PN结的单向导电特性,将指针式万用表选择适当的电阻档,测试极间正反向电阻(相同两极,将表笔交换测出的两个电阻值),对于正常的可控硅,G、K之间的正反向电阻相差很大;G、K分别与A之间的正反向电阻相差很小,其阻值都很大。
这种测试结果是唯一的,根据这种唯一性就可判定出可控硅的极性。
用万用表R×1K档测量可控硅极间的正反向电阻,选出正反向电阻相差很大的两个极,其中在所测阻值较小的那次测量中,黑表笔所接为控制极(G),红表笔所接的为阴极(K),剩下的一极就为阳极(A)。
通过判定可控硅的极性同时也可定性判定出可控硅的好坏。
如果在测试中任何两极间的正反向电阻都相差很小,其阻值都很大,说明G、K之间存在开路故障;如果有两极间的正反向电阻都很小,并且趋近于零,则可控硅内部存在极间短路故障。
二、单向可控硅触发特性测试单向可控硅与二极管的相同之处在于都具有单向导电性,不同之处是可控硅的导通还要受控制极电压控制。
也就是说使可控硅导通必须具备两个条件:阳极(A)与阴极(K)之间应加正向电压,控制极(G)与阴极(K)之间也应加正向电压。
当可控硅导通以后,控制极就失去作用。
可控硅的工作原理(带图)
可控硅是可控硅整流器的简称。
它是由三个PN 结四层结构硅芯片和三个电极组成的半导体器件。
图3-29是它的结构、外形和图形符号。
可控硅的三个电极分别叫阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。
当器件的阳极接负电位(相对阴极而言)时,从符号图上可以看出PN 结处于反向,具有类似二极管的反向特性。
当器件的阳极上加正电位时(若控制极不接任何电压),在一定的电压范围内,器件仍处于阻抗很高的关闭状态。
但当正电压大于某个电压(称为转折电压)时,器件迅速转变到低阻通导状态。
加在可控硅阳极和阴极间的电压低于转折电压时,器件处于关闭状态。
此时如果在控制极上加有适当大小的正电压(对阴极),则可控硅可迅速被激发而变为导通状态。
可控硅一旦导通,控制极便失去其控制作用。
就是说,导通后撤去栅极电压可控硅仍导通,惟独使器件中的电流减到低于某个数值或者阴极与阳极之间电压减小到零或者负值时,器件才可恢复到关闭状态。
图3-30 是可控硅的伏安特性曲线。
);当有控制极信号时,正图中曲线I 为正向阻断特性。
无控制极信号时,可控硅正向导通电压为正向转折电压(UB0向转折电压会下降(即可以在较低正向电压下导通),转折电压随控制极电流的增大而减小。
当控制极电流大到一定程度时,就再也不浮现正向阻断状态了。
曲线Ⅱ为导通工作特性。
可控硅导通后内阻很小,管子本身压降很低,外加电压几乎全部降在外电路负载上,并流过比较大的负载电流,特性曲线与二极管正向导通特性相似。
若阳极电压减小(或者负载电阻增加),导致阳极电流小于时,可控硅从导通状态即将转为正向阻断状态,回到曲线I 状态。
维持电流IH曲线Ⅲ为反向阻断特性。
当器件的阳极加以反向电压时,尽管电压较高,但可控硅不会导通(惟独很小的漏电流)。
只有反向电压达到击穿电压时,电流才蓦地增大,若不加限制器件就会烧毁。
正常工作时,外加电压要小于反向击穿电压才干保证器件安全可靠地工作。
可控硅的重要特点是:只要控制极中通以几毫安至几十毫安的电流就可以触发器件导通,器件中就可以通过较大的电流。
双向可控硅的工作原理及原理图
双向可控硅的工作原理及原理图双向可控硅(Bidirectional Thyristor)是一种半导体器件,也称为反向可控晶闸管或双向晶闸管。
它可以在电路中控制电流方向,并能够在两个方向上导电。
本文将探讨双向可控硅的工作原理及原理图。
一、工作原理双向可控硅由四个层结构组成,其结构如下:从上图中可以看出,双向可控硅有两个PN结,每个PN结中有一个P层和一个N层。
双向可控硅中的三个引脚分别是Anode、Cathode 和Gate。
Anode 和Cathode 被用于控制电流的方向,而Gate 用于控制电流的大小。
当Gate 电压为0V,双向可控硅处于阻断状态,不允许电流通过。
当Gate 上升到一定电压(通常是0.5V到1.5V)时,由于Gate 与Anode 之间存在一种物理现象,即PN 结反向击穿,Gate 电流开始流动并执行电路中的功能。
此时,双向可控硅的阻抗变得非常小,允许电流从Anode 流向Cathode。
当Gate 电压再次降低到0V时,双向可控硅仍然保持导通状态,直到Anode-Cathode 电压降至其维持电压(通常为5V)以下并持续几个毫秒。
当Anode-Cathode电压降至零时,双向可控硅恢复到阻断状态。
双向可控硅最常用于交流电路中,因为它可以在两个方向上导电。
它允许电流从Anode 流入Cathode 以及从Cathode 流入Anode。
这意味着双向可控硅可以用作交流电控制器。
例如,在灯光控制中,双向可控硅可用于调节灯光的亮度。
二、原理图下面是一个双向可控硅的原理图:在上图中,交流电源连接到电路中的双向可控硅。
一个变压器被用来将AC电源分成两半,每半AC 电压的峰值与其他半波相同但相反。
这就是我们所说的半波电压。
每个半波电压都通过一个双向可控硅,从而在两个方向上控制电流。
Gate 引脚连接到一个变阻器(不显示在图中),它可以用来控制电流的大小。
由于交流电源的极性不是定量的,因此交流电源的一半被连接到电路中的第一个双向可控硅,另一半被连接到电路中的第二个双向可控硅。
单向双向可控硅触发电路设计原理
单向/双向可控硅触发电路设计原理1,可以用直流触发可控硅装置。
2,电压有效值等于U等于开方{(电流有效值除以2派的值乘以SIN二倍电阻)加上(派减去电阻的差除以派)}。
3,电流等于电压除以(电压波形的非正弦波幅值半波整流的两倍值)。
4,回答完毕。
触摸式台灯的控制原理这种台灯的主要优点是没有开关,使用时通过人体触摸,完成开启、调光、关闭动作,给使用带来方便。
一、电路设计原理人体感应的信号加在电源电路可控硅的触发极,使电路导通,并给负载——灯泡或灯管供电,使灯按弱光、中光、强光、关闭4个状态动作,达到调光的目的。
电路见图1,该电路的关键器件是采用CMOS工艺制造的集成电路BA210l。
二、降压稳压电路由R3、VDl、VD4、C4组成。
输出9V直流电,供给BA2101,由③⑦脚引入。
三、触发电路由触发电极M将人体的感应信号,经c3、R8、R7送至④脚的sP端,经处理后,由⑥脚输出触发信号,经cl、R1加至可控硅VS的G极,VS导通,电灯H点亮。
第二次触摸,可改变触发脉冲前沿的到达时间,而使电灯亮度改变。
反复触摸,可按弱光、中光、强光和关闭四个动作状态循环,达到调节亮度的目的。
可控硅VS在动作中其导通角分别为120度、86度、17度。
四、辅助电路VD2和vD3为保护集成电路而设。
防止触摸信号过大而遭破坏。
C3为隔离安全电容。
R4为取得同步交流信号而设。
R5为外接振荡电阻。
五、使用中经常出现的故障(1)由震动引发的故障。
触摸只需轻轻触及即可。
但在家庭使用中触击的强度因人而异,小孩去触摸可能是重重的一拳。
性格刚烈的人去触摸,可能引起剧烈震动。
因此经常出现灯泡断丝。
(2)集成块焊脚由震动而产生脱焊。
如③脚脱焊,使电源切断而停止工作;④、⑥脚脱焊,使触摸信号中断,都会引起灯泡不亮。
因此要检查集成块各脚是否脱焊。
(3)可控硅VS一般采用MAC94A4型双向可控硅,由于反复触发,或意外大信号触发,会引起可控硅击穿而停止工作。
可控硅的测试方法
可控硅的测试方法标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
可控硅的测试方法
双向可控硅的极性判断方法:T1(A1)为第一阳极,T2(A2)为第二阳极,G为控制极。
测试结果为:T2与其他2个脚均不导通,通常T2极和可控硅背部的散热片是导通的,其余的两个引脚则为T1极与G极,用指针万用表的R×1或R×10档测量这两个引脚;在正反测量阻值较小的那次中,红表笔接的为可控硅G极,黑表笔接的为T1极。
将黑表笔接T2极,红表笔接T1极,此时万用表指针应该不发生偏转,阻值为无穷大,再用短接线将T2极与G极瞬间短接,这样做的目的是给G极加上正向触发电压,T1(A1)、T2(A2)两极之间阻值由无穷大变为导通,随后断开T2极与G极之间的短接线,万用表指针仍然停留在原来偏转位置,即撤掉可控硅的触发电压后,可控硅仍然维持导通。
然后互换表笔接线,红表笔接T2极,黑表笔接T1极,同样的读数为无穷大,此时将T2极与G极瞬间短接,T1极与T2极之间的阻值将一样会维持导通,(除非T1与T2断开)
单向可控硅的三个引脚分别是阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)
用指针式万用表电阻档R×1或R×10档,找出正反电阻有差别的两极,这时候测得电阻阻值读数较小的那次中,黑表笔接的为该单向可控硅的控制极(G)极,红表笔接的为阴极(K)极,另外的一个脚即为阳极(A)极。
(如果三个脚之间的电阻值都很小,几乎接近0欧姆,那么这只管子已击穿损坏),如果阳极(A)接黑表笔,阴极(K)接红表笔,万用表指针产生偏转的话,同样的这只管子已损坏。
双向可控硅)
∙ 1.单向可控硅的检测万用表选用电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚,此时黑笔接的引脚为控制极G,红笔接的引脚为阴极K,另一空脚为阳极A。
此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极K。
此时万用表指针应不动。
用短接线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万用表指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。
如阳极A接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏。
2.双向可控硅的检测用万用表电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚正反向电阻,结果其中两组读数为无穷大。
若一组为数十欧姆时,该组红黑表笔所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G,另一空脚即为第二阳极A2。
确定A、G极后,再仔细测量A1、G极间正反向电阻,读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1,红表笔所接引脚为控制极G。
将黑表笔接已确定了的第二阳极A2,红表笔接第一阳极A1,此时万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。
再用短接线将A2、G极瞬间短接,给G极加上正向触发电压,A2、A1间阻值约为10欧姆左右。
随后断开A2、G极短接线,万用表读数应保持10欧姆左右。
互换红黑表笔接线,红表笔接第二阳极A2,黑表笔接第一阳极A1。
同样万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。
用短接线将A2、G极间再次瞬间短接,给G极加上负向的触发电压,A1、A2间阻值也是10欧姆左右。
随后断开A2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持10欧姆左右。
符合以上规律,说明被测双向可控硅管未损坏且三个引脚极性判断正确。
检测较大功率可控硅管是地,需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池,以提高触发电压。
双向可控硅的设计及应用分析∙引言1958年,从美国通用电气公司研制成功第一个工业用可控硅开始,电能的变换和控制从旋转的变流机组、静止的离子变流器进入以电力半导体器件组成的变流器时代。
单向可控硅与双向可控硅的导通条件及特点
单向可控硅与双向可控硅的导通条件及特点公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]一、单向可控硅工作原理可控硅导通条件: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。
二、单向可控硅的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。
三、单向可控硅的性能检测可控硅质量好坏的判别可以从四个方面进行。
第一是三个PN结应完好;第二是当阴极与阳极间电压反向连接时能够阻断,不导通;第三是当控制极开路时,阳极与阴极间的电压正向连接时也不导通;第四是给控制极加上正向电流,给阴极与阳极加正向电压时,可控硅应当导通,把控制极电流去掉,仍处于导通状态。
用万用表的欧姆挡测量可控硅的极间电阻,就可对前三个方面的好坏进行判断。
具体方法是:用R×1k或R×10k挡测阴极与阳极之间的正反向电阻(控制极不接电压),此两个阻值均应很大。
电阻值越大,表明正反向漏电电流愈小。
如果测得的阻值很低,或近于无穷大,说明可控硅已经击穿短路或已经开路,此可控硅不能使用了。
用R×1k或R×10k挡测阳极与控制极之间的电阻,正反向测量阻值均应几百千欧以上,若电阻值很小表明可控硅击穿短路。
用R×1k或R×100挡,测控制极和阴极之间的PN结的正反向电阻在几千欧左右,如出现正向阻值接近于零值或为无穷大,表明控制极与阴极之间的PN结已经损坏。
双向可控硅的工作原理及原理图
双向可控硅的工作原理及原理图双向可控硅的工作原理1、可控硅就是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它瞧作由一个PNP管与一个NPN管所组成当阳极A加上正向电压时,BG1与BG2管均处于放大状态。
此时,如果从控制极G 输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与B G1的基极相连,所以ib1=ic2。
此时,电流ic2再经BG1放大,于就是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
这个电流又流回到BG2的基极,表成正反馈,使ib2不断增大,如此正向馈循环的结果,两个管子的电流剧增,可控硅使饱与导通。
由于BG1与BG2所构成的正反馈作用,所以一旦可控硅导通后,即使控制极G的电流消失了,可控硅仍然能够维持导通状态,由于触发信号只起触发作用,没有关断功能,所以这种可控硅就是不可关断的。
由于可控硅只有导通与关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化2,触发导通在控制极G上加入正向电压时(见图5)因J3正偏,P2区的空穴时入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。
在可控硅的内部正反馈作用(见图2)的基础上,加上IGT的作用,使可控硅提前导通,导致图3的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。
TRIAC的特性什么就是双向可控硅:IAC(TRI-ELECTRODE AC SWITCH)为三极交流开关,亦称为双向晶闸管或双向可控硅。
TRI AC为三端元件,其三端分别为T1(第二端子或第二阳极),T 2(第一端子或第一阳极)与G(控制极)亦为一闸极控制开关,与SCR最大的不同点在于TRIAC无论于正向或反向电压时皆可导通,其符号构造及外型,如图1所示。
因为它就是双向元件,所以不管T1 ,T2的电压极性如何,若闸极有信号加入时,则T1 ,T2间呈导通状态;反之,加闸极触发信号,则T1 ,T2间有极高的阻抗。
可控硅管脚的引脚图例与测量
可控硅管脚的引脚图例与测量
可控硅在电路的作用十分重要。
本文将为大家介绍可控硅管教引脚图的典型图例,与能够对可控硅进行测量的方法。
感兴趣的朋友快来看一看吧。
图1可控硅管脚引脚定义图
可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种,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(见图1)。
即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连,其引出端称T2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)。
1、单、双向可控硅的判别: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。
2、性能的差别: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。
双向可控硅的工作原理及原理图
双向可控硅的工作原理及原理图双向可控硅的工作原理1.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成当阳极A加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态。
此时,如果从控制极G输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连,所以ib1=ic2。
此时,电流ic2再经BG1放大,于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2i b2。
这个电流又流回到BG2的基极,表成正反馈,使ib2不断增大,如此正向馈循环的结果,两个管子的电流剧增,可控硅使饱和导通。
由于BG1和BG2所构成的正反馈作用,所以一旦可控硅导通后,即使控制极G的电流消失了,可控硅仍然能够维持导通状态,由于触发信号只起触发作用,没有关断功能,所以这种可控硅是不可关断的。
由于可控硅只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化2,触发导通在控制极G上加入正向电压时(见图5)因J3正偏,P2区的空穴时入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IG T。
在可控硅的内部正反馈作用(见图2)的基础上,加上IGT的作用,使可控硅提前导通,导致图3的伏安特性OA 段左移,IGT越大,特性左移越快。
TRIAC的特性什么是双向可控硅:IAC(TRI-ELECTRODE AC SWITCH)为三极交流开关,亦称为双向晶闸管或双向可控硅。
TRIA C为三端元件,其三端分别为T1(第二端子或第二阳极),T 2(第一端子或第一阳极)和G(控制极)亦为一闸极控制开关,与SCR最大的不同点在于TRIAC无论于正向或反向电压时皆可导通,其符号构造及外型,如图1所示。
因为它是双向元件,所以不管T1 ,T2的电压极性如何,若闸极有信号加入时,则T1 ,T2间呈导通状态;反之,加闸极触发信号,则T1 ,T2间有极高的阻抗。
单向可控硅、双向可控硅如何进行极性判别?
单向可控硅、双向可控硅如何进行极性判别?
本文介绍单、双向可控硅如何进行极性判别,判别好坏与导通性能。
希望能对大家有所帮助。
单向可控硅的检测
1.极性判别
单向可控硅有三个极,即控制极G、阳极A与阴极K,其符号与基本检测方法如图所示。
单向可控硅的G、K极间为一个PN结。
根据PN结单向导通的特性,可很快判断其三个电极。
把万用表置于Rx100挡,轮流测量各极间的正、反向电阻,总有~次测得的阻值较小(约1kQ),这时黑表笔接的是控制极G,红表笔接的是阴极K,剩下的是阳极A。
2.判别好坏与导通性能
当测量B与A、K与A之间阻值均为无限大或均为小阻值时,说明可控硅已损坏。
当用万用表(Rx1挡)黑表笔接阳极A,红表笔接阴极K时(这时无阻值),把G极与A极短接后(利用万用表内电源正极瞬时给G极一个触发电压),可控硅便处于导通状态,若即便是G极与A极脱离后,阳极A与阴极K仍处于导通状态,则说明可控硅良好,否则说明其已损坏。
以上单向可控硅是MCR100型号,用MF47F型万用表测试。
双向可控硅的检测
双向可控硅也有三个极,巳Ij控制饭G与第一阳极T1、第二阳极T2。
实际上T1与T2是可互换使用的。
双向可控硅的符号基本检测方法如上图所示。
1.极性判别。
单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法
单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法可控硅的检测1.单向可控硅的检测万用表选用电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚,此时黑笔接的引脚为控制极G,红笔接的引脚为阴极K,另一空脚为阳极A。
此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极K。
此时万用表指针应不动。
用短接线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万用表指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。
如阳极A接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏。
2.双向可控硅的检测用万用表电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚正反向电阻,结果其中两组读数为无穷大。
若一组为数十欧姆时,该组红黑表笔所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G,另一空脚即为第二阳极A2。
确定A、G极后,再仔细测量A1、G极间正反向电阻,读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1,红表笔所接引脚为控制极G。
将黑表笔接已确定了的第二阳极A2,红表笔接第一阳极A1,此时万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。
再用短接线将A2、G极瞬间短接,给G极加上正向触发电压,A2、A1间阻值约为10欧姆左右。
随后断开A2、G极短接线,万用表读数应保持10欧姆左右。
互换红黑表笔接线,红表笔接第二阳极A2,黑表笔接第一阳极A1。
同样万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。
用短接线将A2、G极间再次瞬间短接,给G极加上负向的触发电压,A1、A2间阻值也是10欧姆左右。
随后断开A2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持10欧姆左右。
符合以上规律,说明被测双向可控硅管未损坏且三个引脚极性判断正确。
检测较大功率可控硅管是地,需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池,以提高触发电压。
双向可控硅(TRIAC)在控制交流电源控制领域的运用非常广泛,如我们的日光灯调光电路、交流电机转速控制电路等都主要是利用双向可控硅可以双向触发导通的特点来控制交流供电电源的导通相位角,从而达到控制供电电流的大小[1]。
可控硅工作原理
可控硅工作原理可控硅相当于可以控制的二极管,当控制极加一定的电压时,阴极和阳极就导通了。
可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种,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T2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)。
1、单、双向可控硅的判别: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。
2、性能的差别: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。
双向可控硅的工作原理及原理图
双向可控硅的工作原理及原理图双向可控硅(Bidirectional Controlled Silicon, BCR)是一种常用的半导体器件,具有双向导通特性,可以实现双向的电流控制。
在本文中,我们将详细介绍双向可控硅的工作原理及原理图。
一、双向可控硅的工作原理双向可控硅是由PNPN结构组成的,其工作原理主要基于PN结的正向和反向特性。
下面我们将分别介绍其正向和反向工作原理。
1. 正向工作原理当双向可控硅的阳极施加正向电压,而阴极接地时,PNPN结构中的P1区域与阳极形成正向偏置,N1区域与阴极形成反向偏置。
此时,P1N1结构处于正向截止状态,无法导通。
当双向可控硅的阳极施加正向电压,而阴极施加负向电压时,PNPN结构中的P1区域与阳极形成正向偏置,N1区域与阴极形成正向偏置。
此时,P1N1结构处于正向导通状态,双向可控硅导通。
2. 反向工作原理当双向可控硅的阳极施加负向电压,而阴极接地时,PNPN结构中的P2区域与阳极形成反向偏置,N2区域与阴极形成正向偏置。
此时,P2N2结构处于反向截止状态,无法导通。
当双向可控硅的阳极施加负向电压,而阴极施加正向电压时,PNPN结构中的P2区域与阳极形成反向偏置,N2区域与阴极形成反向偏置。
此时,P2N2结构处于反向导通状态,双向可控硅导通。
通过控制双向可控硅的阳极电压和阴极电压的正负情况,可以实现其双向导通和截止的控制。
二、双向可控硅的原理图下图为双向可控硅的原理图示意图:```+---------------------+| || || P1N1P2N2 || || |+---------------------+| |阳极阴极```在原理图中,P1和N1构成为了一个PN结,P2和N2构成为了另一个PN结。
两个PN结串联形成为了PNPN结构,即双向可控硅。
阳极和阴极分别连接到PNPN结的两端。
通过控制阳极和阴极的电压,可以实现对双向可控硅的导通和截止控制。
单向可控硅和双向可控硅的区别及应用电路讲解
单向可控硅和双向可控硅的区别及应⽤电路讲解可控硅⼜叫晶闸管,是⼀种常⽤的半导体器件,是⼀种能像闸门⼀样控制电流的⼤⼩元器件。
因此,可控硅也具有开关控制电压调整和整流等功能。
可控硅的种类较多,强电电路中采⽤的可控硅主要有单向可控硅和双向可控硅两种。
(1)单向可控硅⽤符号:单向可控硅缩写为SCR,引脚符号是K、G、A,其中G极为门极,也是控制极,A极为阳极,k极为阴极。
⼯作状态: 单向可控硅若⽤于直流电路,⼀旦触发信号开通,并保持⼀定幅度的流通电流的话,可控硅会⼀直保持开通状态。
除⾮将电源关断⼀次,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,直到电压过零到来,因⽆流通电流⽽关断。
在承受反向电压期间,即使送⼊触发信号,可控硅也同A、k之间电压反向,⽽保持截⽌状态。
单向可控硅应⽤电路1例下图:上图,单向可控硅直流电路,触摸控制灯开、关(2)双向可控硅⽤符号图:双向可控硅为3CTsI,双向可控硅引脚符号是T1、T2(或A1A2)、G,其中G为门极,另外两个端⼦因为可以双向单通,所以不区分为阴极和阳极(单向可控硅分阴极和阳极),都是主端⼦,⽤T1、T2表⽰。
双向可控硅其特点是: 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相对于T1的电压为负时,T2为阴极,T1变为阳极。
双向可控硅由正反向特性曲线具有相对称性,所以它可以在任何⼀个⽅向导通。
单向双向可控硅两种符号表⽰图:双向可控硅应⽤电路⼀例下图:上图,双向可控硅电源插座控制灯开、关以上讲述单、双向可控硅的区别之处在于: 单向可控硅有阴极和阳极之分,双向可控硅因两个端⼦都双向导通,则没有阴极和阳极之分,双向具有正反向对称牲,它可在任何⼀个⽅向导通。
单向可控硅和双向可控硅原理及应用大全
可控硅元件的工作原理及基本特性1、工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如图1所示图1 可控硅等效图解图当阳极A加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态。
此时,如果从控制极G 输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连,所以ib1=ic2。
此时,电流ic2再经BG1放大,于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
这个电流又流回到BG2的基极,表成正反馈,使ib2不断增大,如此正向馈循环的结果,两个管子的电流剧增,可控硅使饱和导通。
由于BG1和BG2所构成的正反馈作用,所以一旦可控硅导通后,即使控制极G的电流消失了,可控硅仍然能够维持导通状态,由于触发信号只起触发作用,没有关断功能,所以这种可控硅是不可关断的。
由于可控硅只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化,此条件见表1表1 可控硅导通和关断条件状态条件说明从关断到导通1、阳极电位高于是阴极电位2、控制极有足够的正向电压和电流两者缺一不可维持导通1、阳极电位高于阴极电位2、阳极电流大于维持电流两者缺一不可从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位2、阳极电流小于维持电流任一条件即可2、基本伏安特性可控硅的基本伏安特性见图2图2 可控硅基本伏安特性(1)反向特性当控制极开路,阳极加上反向电压时(见图3),J2结正偏,但J1、J2结反偏。
此时只能流过很小的反向饱和电流,当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后,接差J3结也击穿,电流迅速增加,图3的特性开始弯曲,如特性OR段所示,弯曲处的电压URO叫“反向转折电压”。
此时,可控硅会发生永久性反向击穿。
图3 阳极加反向电压(2)正向特性当控制极开路,阳极上加上正向电压时(见图4),J1、J3结正偏,但J2结反偏,这与普通PN结的反向特性相似,也只能流过很小电流,这叫正向阻断状态,当电压增加,图3的特性发生了弯曲,如特性OA段所示,弯曲处的是UBO叫:正向转折电压图4 阳极加正向电压由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后,J2结发生雪崩倍增效应,在结区产生大量的电子和空穴,电子时入N1区,空穴时入P2区。
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单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法可控硅的检测1.单向可控硅的检测万用表选用电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚,此时黑笔接的引脚为控制极G,红笔接的引脚为阴极K,另一空脚为阳极A。
此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极K。
此时万用表指针应不动。
用短接线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万用表指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。
如阳极A接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏。
2.双向可控硅的检测用万用表电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚正反向电阻,结果其中两组读数为无穷大。
若一组为数十欧姆时,该组红黑表笔所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G,另一空脚即为第二阳极A2。
确定A、G极后,再仔细测量A1、G极间正反向电阻,读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1,红表笔所接引脚为控制极G。
将黑表笔接已确定了的第二阳极A2,红表笔接第一阳极A1,此时万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。
再用短接线将A2、G极瞬间短接,给G极加上正向触发电压,A2、A1间阻值约为10欧姆左右。
随后断开A2、G极短接线,万用表读数应保持10欧姆左右。
互换红黑表笔接线,红表笔接第二阳极A2,黑表笔接第一阳极A1。
同样万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。
用短接线将A2、G极间再次瞬间短接,给G极加上负向的触发电压,A1、A2间阻值也是10欧姆左右。
随后断开A2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持10欧姆左右。
符合以上规律,说明被测双向可控硅管未损坏且三个引脚极性判断正确。
检测较大功率可控硅管是地,需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池,以提高触发电压。
双向可控硅(TRIAC)在控制交流电源控制领域的运用非常广泛,如我们的日光灯调光电路、交流电机转速控制电路等都主要是利用双向可控硅可以双向触发导通的特点来控制交流供电电源的导通相位角,从而达到控制供电电流的大小[1]。
然而对其工作原理和结构的描述,以我们可以查悉的资料都只是很浅显地提及,大部分都是对它的外围电路的应用和工作方式、参数的选择等等做了比较多的描述,更进一步的--哪怕是内部方框电路--内容也很难找到。
由于可控硅所有的电子部件是集成在同一硅源之上,我们根本是不可能通过采用类似机械的拆卸手段来观察其内部结构。
为了深入了解和运用可控硅,依据现有可查资料所给P 型和N型半导体的分布图,采用分离元器件--三极管、电阻和电容--来设计一款电路,使该电路在PN的连接、分布和履行的功能上完全与双向可控硅类似,从而通过该电路来达到深入解析可控硅和设计实际运用电路的目的。
1 双向可控硅工作原理与特点从理论上来讲,双向可控硅可以说是有两个反向并列的单向可控硅组成,理解单向可控硅的工作原理是理解双向可控硅工作原理的基础[2-5]。
1.1单向可控硅单向可控硅也叫晶闸管,其组成结构图如图1-a所示,可以分割成四个硅区P、N、P、N和A、K、G三个接线极。
把图一按图1-b 所示切成两半,就很容易理解成如图1-c所示由一个PNP三极管和一个NPN三极管为主组成一个单向可控硅管。
在图1-c的基础上接通电源控制电路如图2所示,当阳极-阴极(A-K)接上正向电压V 后,只要栅极G接通触发电源Vg,三极管Q2就会正向导通,开通瞬间Q1只是类似于接在Q1集电极的一个负载与电源正极接通,随后Q1也在Q2的拉电流下导通,此时由于C被充电,即便断开G极的触发电源Vg,Q1和Q2在相互作用下仍能维持导通状态,只有当电源电压V变得相当小之后Q1和Q2才会再次截止。
1.2 双向可控硅相比于单向可控硅,双向可控硅在原理上最大的区别就是能双向导通,不再有阳极阴极之分,取而代之以T1和T2,其结构示意图如图3-a所示,如果不考虑G级的不同,把它分割成图3-b所示,可以看出相当于两个单向可控硅反向并联而成[1-2],如图3-c所示连接。
当T1与T2之间接通电源后,给G极正向触发信号(相对于T1、T2所接电源负极而言),其工作原理如前面单向可控硅完全相同。
当G极接负触发信号时,其工作过原理如图4所示,此时Q3的基极B 和发射极E处于正偏电压而致使Q3导通,继而Q1导通给电容C充电后致Q2导通并保持导通状态。
1.3 双向可控硅的主要特点双向可控硅的英文简称TRIC是英文Triad AC semiconductor switch的缩写,其意思是三端交流半导体开关,目前主要用于对交流电源的控制,主要特点表现在能在四个象限来使可控硅触发导通和保持导通,直到所接电源撤出或反向[6][7]。
第一象限是T2接电源V的正极T1接电源V的负极,G触发信号Vg的正。
第二象限是T2接电源V的正极T1接电源V的负极,G触发信号Vg的负。
第三、四象限是T1接电源V的正极T2接电源V的负极,G触发信号分别接Vg的正、负极。
2 类双向可控硅电路设计在理解了前面所述双向可控硅的内部结构和工作原理之后,依据其内部结构采用我们熟悉的晶体管来设计一种类似有双向可控硅工作的双向可触发电路。
如图5所示,电路采用用7个三极管和几个电阻组成。
把图5电路中PN结的结构按图6所示结构图描出,与图3-a、b比较很是相似。
在图5所示电路中,内部电流在外界所接电源的极性不同而有两种流向,如It12 和It21所示,It12流向是从P2流入经N2-P1-N1流出,It21从P1流入经N2-P2-N32流出;G极触发电流Ig+由P2流入或Ig- 从N31流出。
下面是所设计电路在四个象限的触发导通工作过程。
2.1 T2接电源Vt21正极,T1接通电源Vt21负此时当G极接Vg+为正电压,Q4、Q5、Q6、Q7处于反向截止,Q1的B极和E极之间无正偏压也处于截止状态,Vg+由P2输入后经R3使Q2的B极和E极之间产生正偏电压而导通,从而促使Q3导通,这时即使撤出Vg+,在电容C1的的作用下,Q2、Q3也仍然能处于导通状态,只有当Vt21先反向或撤除才重回截止。
当G极接Vg为负,Q4、Q5、Q6、Q7同样处于反向截止状态,Q1的B极和E极之间因Vg产生正偏电压而导通,从而使Q3、Q2导通并得以保持导通状态。
2.2 T1接电源Vt12正极,T2接通负电源Vt12的负极此时G极接Vg为正,Q1因B极和E极之间处于反向偏压而截止,Q3处于反向截止,Q2因B极和E极之间处于正向偏压导通而导致Q4、Q7的导通,从而Q6、Q7导通并保持导通状态,只有当Vt12先反向或撤除才重回截止。
当G极接Vg为负,Q1、Q2、Q3和Q4处于反向截止,Q5的B极和E极之间因Vg而处于正偏导通,从而使Q6导通,继而Q7、Q6导通并得以保持导通状态。
3 电路制作与实验验证为了验证所设计电路,采用比较常用的NPN三级管S8050和PNP三极管S8550来设计制作实际的测试电路板(PCB),如图5所示。
图6 中所标识的T2、T1和G与图5所示的相同,也类似于双向可控硅的T2、T1和G三个接线极。
利用该模块电路串入负载接通正或负的直流电源和触发信号来测试,所得结果如图7所示,在正或负触发信号接入前电流表上的指示为0,当正或负触发信号接通并撤离后电流表指示依然保持原来的电流值。
该实验表明该电路在正负电源供电情况下能双向触发导通。
该模块电路在接通交流电源和脉冲控制信号时,其测验结果如图8所示。
示波器探针1接触发信号,探针2接模块电路的两端T1-T2之间的电压。
在触发信号为0是,T1-T2之间的电压等于电源电压值,表明该电路没有导通,当触发信号脉冲到来时,T1-T2两端的电压值为0,表明模块电路已经导通。
如图是一个由双向可控硅组成的交流稳压器电路。
与单向可控硅稳压器相比较,其线路简单,性能可靠。
当电网电压小于220V时,双向可控硅SCR2控制极上的电压也随电网电压减小而降低,致使VD2导通角小,C1端电压上升,从而使双向可控硅SCRl控制极电压升高,使输出电压上升。
反之,输出电压下降,达到稳压。
注;双向晶闸管的T1和T2不能互换。
否则会损坏管子和相关的控制电路。
检查晶闸管的触发能力(方法之一)要使晶闸管导通,必须满足下述条件:第一:晶闸管处于正向接法,即阳极接电源正极,阴极接电源负极;第二:给门要加上正触发信号VGT。
晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,仅当阳极电压VA降某一规定值或施加反向电压时,晶闸管才能关断。
检查晶闸管触发能力的电路见图1。
万用表选择R×1(或R×10)档。
因表内电池电压仅1.5V低于正常的VGT值,(一般为2.5~4V),故不会损坏晶闸管。
测量分两步进行:第一步,先断开开关S,此时晶闸管尚未导通,测出的电阻值较大,表针应停在无穷大处。
然后合上开关,将门极与阳极接通,使门极电位升高,这相当于加上正触发信号,因此晶闸管导通,电阻读数为几欧至十几欧。
第二步,再把开关断开,若读数不变,证明晶闸管质量良好。
图中的开关可用一根导线代替,导线的一端固定在阳极上,另一端搭在门极上时相当于开关闭合。
本方法仅适宜检查3CT1~3CT5等小功率晶闸管或小功率快速晶闸管(亦称高频晶闸管)。
检查晶闸管的触发能力(方法之二)对于大功率晶闸管,因其通态压降较大,加之R×1档提供的阳极电流低于维持电流IH,所以晶闸管不能完全导通,在开关断开时晶闸管会随之关断。
检查3CT10~3CT100型晶闸管,可采用双表法,把两块万用表的R×1档上再串联两节1.5V电池,把电源电压提升到4.5V左右。
实例:按图1所示电路检查一只3CT20/500型晶闸管。
把MF10型万用表均拨到R×1档,然后串联使用。
用一根导线将门极与阳极知路,这时MF30型万用表的读数为2W。
再撤掉短路导线,晶闸管仍保持导通状态。
检查晶闸管的触发能力(方法之三)利用图1的电路也可以检查晶闸管的触发能力。
万用表Ⅰ拨到R×10k档,该档电池电压较高,以提高阳极电压。
万用表Ⅱ选择R×10档,该档电池电压为1.5V。
不接表Ⅱ时,表Ⅰ测出的电阻值很大。
接表Ⅱ后晶闸管导通,表Ⅰ的电阻读数很小。
此法只能检查小功率晶闸管。
检查晶闸管的触发能力(方法之四)利用兆欧表和万用表检查晶闸管触发能力的电路见图1。
将万用表拨至1mADC 档,串联在电路中。
首先断开开关,按额定转速摇兆欧表,兆欧表上的读数很快趋于稳定,说明晶闸管已正向击穿,把兆欧表的输出电压钳位于直流转折电压V (BO)上。
此时晶闸管并未导通,所以毫安表读数为零。
然后闭合开关,晶闸管导通,兆欧表读数变成零,毫安表指示出通态电流值。
实例:用ZC25-4型兆欧表检查一只3CT20/500型晶闸管,万用表选择MF10型1mADC档。