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可控硅工作原理

作者:李雪时间:2015-04-21来源:电子产品世界

  导读:是一种三PN结、四层结构的半导体器件,创制于1957年,经过五十几年的沉淀,目前在各个领域都有着广泛的应用,用途如此之广的工作原理是什么呢?接下来就让我们一起来看一下吧~~

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/272916.htm

一、工作原理- -简介

  可控硅,全称为可控硅整流元件,别称为晶闸管,英文名称为Silicon Controlled Rectifier,简写为SCR,是一种具有三个PN结、四层结构的大功率半导体器件。可控硅体积小、结构简单、功能强,可起到整流、逆变、变频、无触点开关等多种作用,因此现已被广泛应用于各种电子产品中,如调光灯、摄像机、无线电遥控、组合音响等等等等。

二、- -结构

  可控硅具有三个PN结(J1、J2、J3),构成了四层P1N1P2N2结构,如下图所示。可控硅对外有三个电极,由第一层P型半导体引出的电极称为阳极A,由第三层P型半导体引出的电极称为控制极G,由第四层N型半导体引出的电极称为阴极K,其中控制极G的存在使得可控硅的工作特性不同于二极管。

三、

  在分析时,我们经常将这种四层P1N1P2N2结构看作由一个PNP管和NPN管构成,如下图所示。

  当阳极A端加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态,此时由控制极G端输入正向触发信号,使得BG2管有基极电流ib2通过,经过BG2管的放大后,其集电极电流为ic2=β2ib2。而ic2沿电路流至BG1的基极,故有ib1=ic2,电流又经BG1管的放大作用后,得到BG1的集电极电流为ic1=β1ib1=β1β2ib2。此电流又流回BG2的基极,使得BG2的基极电流ib2增大,从而形成正向反馈使电流剧增,进而使得可控硅饱和并导通。由于在电路中形成了正反馈,所以可控硅一旦导通后无法关断,即使控制极G端的电流消失,可控硅仍能继续维持这种导通的状态。

  通过上面对工作原理的分析可知,可控硅只具有导通和关断两种工作状态,那么这两种工作状态之间如何进行转换呢?状态的转换需要什么条件呢?下图将会告诉你答案~

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