可控硅工作原理

单向可控硅的结构和工作原理
单向可控硅的结构和工作原理
一、结构和符号：
1、结构： 四层半导体 三个PN结 阳极A：从P1引出 三个电极 阴极K：从N2引出
A 阳极
PP11 J1
控制极 NN11 J2
PP22
G
J3
NN22
控制极G：从P2引出
图形符号：
A
G
2、符号：
K
K 阴极
文字符号：SCR，CT，KG等
思考题
B、分析下列两个电路，在开关S接通后又断开时，灯
泡的明暗情况有何不同？（设两个电路元件参数完全
相同）
SCR
SCR
G1 G2 S R
(A图) 答案： 灯亮
V G2 S R
(B图) 灯灭
四、可控硅击穿的原因
1、过压击穿： 过压击穿是可控硅击穿的主要原因之一，可控硅对过压的承受能力几乎是没 有时间的，即使在几毫秒的短时间内过压也会被击穿的，因此实际应用电路中，在可控硅两 端一定要接入RC吸收回路，以避免各种无规则的干扰脉冲所引起的瞬间过压。如果经常发生 可控硅击穿，请检查一下吸收回路的各元件是否有烧坏或失效的。
正向阻断峰值电压
控制极断开加正向电压，可控硅截止的状态称 正向阻断，此时加到可控硅上的最大正向电压
反向阻断峰值电压
控制极断开，可控硅加反向电压的状态，称为反向 阻断，此时允许加到可控硅上的最大反向电压
四、总结
1、这节课我们讲了三个问题： A、可控硅的结构与符号；
B、可控硅的工作原理； C、可控硅的主要参数。 2、思考题： A、单向可控硅有两种工作状态：导通和截止，二极 管也有二种工作状态，导通和截止，那么单可控硅 的工作状态和二极管的工作状态有什么不同？ 答案： 可控硅的导通是可控的
2、过流与过热击穿：其实过流击穿与过热击穿是一回事。过流击穿就是电流在通过可控硅芯 片时在芯片内部产生热效应，使芯片温度升高，当芯片温度达到175℃时芯片就会失效且不能 恢复。在正常的使用条件下，只要工作电流不超过可控硅额定电流是不会发生这种热击穿的， 因为过流击穿原理是由于温度升高所引起的，而温度升高的过程是需要一定时间的，所以在 短时间内过流（几百毫秒到几秒时间）一般是不会击穿的。
3、过热击穿：这里所说的过热击穿是指在工作电流并不超过可控硅额定电流的情况下而发 生的热击穿，发生这种击穿的原因主要是可控硅的辅助散热装置工作不良而引起可控硅芯片 温度过高导致击穿。对于采用水冷方式工作的，主要检查进水温度是否过高（一般要求水温 应在25℃以下，但最高不能超过35℃），流量是否充足；对于采用风冷方式工作的，应检查 风扇的转数是否正常，还有环境温度也不能太高等，但无论是风冷的还是水冷的，如果你在 更换可控硅时只是更换了芯片的话，安装时要注意芯片与散热器之间的接触面一定要保证良 好的接触，接触面要平整，不能有划痕或凹凸且不能有灰尘夹入，还要保证有足够且均匀的 压力，特别是对水冷的可控硅，三个螺栓的拉力一定要均匀，并且还要经常检查和清理水垢， 水垢太多也会影响散热效果导致过热击穿的。另外如果多次更换芯片也会导致散热器的接触 面变形而影响散热效果，如果您的机器上的某只可控硅经常击穿又找不到其他原因的话，就 应该考虑在更换可控硅时连同散热器一齐更换。
二、工作原理
6V
1、演示实验： 实验电路图如下：
（A）
A SCR KGS
6V
A SCR
66VV
K G S （A）
AA KK
GGSSCCSRRS
6V
3V A
SCR KGS
（B）3V
（C） 3V
（D） 3V
阳极A 阴极K 开关S 灯泡亮灭情况
1+
- 断开
不亮
2-
+
不亮
3+
- 闭合
亮
4+
- 断开
亮
工 作特 点
只在阳极和阴极间加正向电压，可控硅不导通 在阳极和阴极间加反向电压，可控硅不导通 在阳极A和阴极K间加反向电压，同时控制极加 正向触发电压,可控硅导通
可控硅导通后，除去触发电压，继续导通
2、解释：可控硅为什么具有上述四个工作特点？
这是由其内部结构决定的
A
A
可看成由两个
P1
沿虚线剖开 P1
三极管组成
J1
N1
J2
P2
G
J3
N1 N1 P2 P2
G
ß1ß2IB1
N2
ห้องสมุดไป่ตู้
N2
IB1
K
K
ß1IB1
（a）
（b）
（c）
3、小 结
①可控硅导通的条件：
A、在阳极和阴极之间加正向电压 B、同时在控制极加正触发电压
二者缺一不可
②使导通的可控硅关断的方法： A、减小阳极电流至一定值（维持电流） B、切断阳极电源
③可控硅具有控制强电的作用
三、单向可控硅的主要参数：
主要参数
定
义
额定正向平均电流 维持电流
在规定的环境温度和散热条件下，允许通 过阳极和阴极之间的电流平均值
在规定的环境温度和控制极断开的条件下，保 持可控硅处于导通状态所需要的最小正向电流
控制极触发电压和电流
在规定的环境温度及一定的正向电压条件下， 使可控硅到导通控制极所需要的最小电压和电流