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          快速學(xué)習(xí)半導(dǎo)體晶閘管

          作者: 時間:2018-12-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            認(rèn)識半導(dǎo)體

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201812/395791.htm

            又被稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅。1957年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第一款產(chǎn)品,并于1958年將其商業(yè)化。

            晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),形成三個PN結(jié),分別稱:陽極,陰極和控制極。

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          晶閘管的結(jié)構(gòu)

            晶閘管在工作過程中,它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負(fù)載連接,組成晶閘管的主電路。晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。

            工作過程

            加正向電壓且門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才導(dǎo)通,這是晶閘管的閘流特性,即可控特性。

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          單向晶閘管的幾種工作狀態(tài)

            若晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。

            晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關(guān)斷。

            晶閘管的種類

            1.雙向晶閘管

            雙向晶閘管有極外G,其他兩個極稱為主電極Tl和T2。結(jié)構(gòu)是一種N—P—N—P—N型五層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。

            雙向晶閘管不象普通晶閘管那樣,必須在陽極和陰極之間加上正向電壓,管子才能導(dǎo)通。它無所謂陽極和陰極,不管觸發(fā)信號的極性如何,雙向晶閘管都能被觸發(fā)導(dǎo)通。這個特點(diǎn)是普通晶閘管所沒有的。

            2.快速晶閘管

            人們在普通晶閘管的制造工藝和結(jié)構(gòu)上采取了一些改進(jìn)措施,做出了能適應(yīng)于高頻應(yīng)用的晶閘管,我們將它稱為快速晶閘管。它具有關(guān)斷時間(toff)短、導(dǎo)通速度快.能耐較高的電流上升率(dI/dt)、能耐較高的電壓上升率(dv/dt)、抗干擾能力較好等特點(diǎn)。

            快速晶閘管的生產(chǎn)和應(yīng)用都進(jìn)展很快。目前,已有了電流幾百安培、耐壓1千余伏,關(guān)斷時間僅為20微妙的大功率快速晶閘管,同時還做出了最高工作頻率可達(dá)幾十千赫茲供高頻逆變用的元件。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于大功率直流開關(guān)、大功率中頻感應(yīng)加熱電源、超聲波電源、激光電源、雷達(dá)調(diào)制器及直流電動車輛調(diào)速等領(lǐng)域。

            3.逆導(dǎo)晶閘管

            以往的為了便于調(diào)速采用直流供電,用直流開關(guān)動作增加或減小電路電阻,改變電路電流來控制車輛的速度。但它有不能平滑起動和加速。自有了,了逆導(dǎo)晶閘管不僅了上述缺點(diǎn),而且還逆導(dǎo)晶閘管是在普通晶閘管上反向并聯(lián)一只二極管而成,特點(diǎn)是能反向?qū)ù箅娏鳌S捎谒年枠O和陰極接入反向并聯(lián)的二極管,可對電感負(fù)載關(guān)斷時產(chǎn)生的大電流、高電壓進(jìn)行快速釋放。

            城市電車和地鐵機(jī)車采用逆導(dǎo)晶閘管控制和調(diào)節(jié)車速,能夠克服開關(guān)體積大、壽命短,而且低速運(yùn)行時耗電大(減速時消耗在啟動電阻上)等缺點(diǎn),從而降低了功耗,提高了機(jī)車可靠性。

            4.可關(guān)斷晶閘管

            可關(guān)斷晶閘管亦稱門控晶閘管。其主要特點(diǎn)是,當(dāng)門極加負(fù)向觸發(fā)信號時晶閘管能自行關(guān)斷。

            它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點(diǎn),以具有自關(guān)斷能力,使用方便,是理想的高壓、大電流開關(guān)器件。它的容量及使用壽命均超過巨型晶體管。目前,大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域,顯示出強(qiáng)大的生命力。

            5.光控晶閘管

            光控晶閘管又稱光觸發(fā)晶閘管,是一種光敏器件。由于其控制信號來自光的照射,沒有必要再引出控制極,所以只有兩個電極(陽極A和陰極K),結(jié)構(gòu)與普通可控硅一樣,是由四層PNPN器件構(gòu)成?! ?/p>

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          光控晶閘管的外形及電路圖形符號圖

            當(dāng)在光控晶閘管的陽極加上正向電壓,陰極加上負(fù)向電壓時,控晶閘管可以等效成的電路。

            光控晶閘管的基本特性與普通晶閘管是相同的,只是它對光源的波長有一定的要求,有選擇性。波長在0.8——0.9um的紅外線及波長在1um左右的激光,都是光控晶閘管較為理想的光源。

            晶閘管的應(yīng)用

            晶閘管是一種開關(guān)元件,具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作。它基本的用途就是可控整流,其工作過程可以控制,具有體積小、輕、功耗低、效率高、開關(guān)迅速等優(yōu)點(diǎn)。

            基于上述特點(diǎn),晶閘管被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)速變頻等電子電路中,是典型的小電流控制大電流的設(shè)備。



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