硅控制開(kāi)關(guān)(SCS-四端小功率晶閘管)

硅控制開(kāi)關(guān)SCS（Silicon Controlled Switch）亦稱四端小功率晶閘管。它屬于新穎、多功能半導(dǎo)體器件。只要改變其接線方式，就可構(gòu)成普通晶閘管（SCR）、可關(guān)斷晶閘管（GTO）、逆導(dǎo)晶閘管（RCT）、互補(bǔ)型N門極晶閘管（NGT）、程控單結(jié)晶體管（PUT）、單結(jié)晶體管（UJT），此外還能構(gòu)成NPN型晶體管 、PNP型晶體管、肖克萊二極管（SKD）、3種穩(wěn)壓二極管、N型或P型負(fù)阻器件，分別實(shí)現(xiàn)十多種半導(dǎo)體器件的電路功能。迄今為止，還不曾有哪種器件象它具有如此眾多的功能。因此它被譽(yù)為新穎“萬(wàn)能”器件亦當(dāng)之無(wú)愧。

硅控制開(kāi)關(guān)屬于PNPN四層四端器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路及符號(hào)如圖1所示。等效電路是由NPN晶體管（T1）和PNP晶體管（T2）組成的。四個(gè)引出端分別是陽(yáng)極A、陰極K、陽(yáng)極門極GA、陰極門極GK。由于其門極觸發(fā)電流極小（幾微安），開(kāi)關(guān)時(shí)間（tON、toFF）極短，所以它相當(dāng)于一只高靈敏度的小功率晶閘管。容量一般為60V、0.5A，大多采用金屬殼封裝，管徑為8mm，管腳排列順序見(jiàn)圖2。國(guó)外典型產(chǎn)品有3N58、3N81、MAS32、3SF11等。

硅控制開(kāi)關(guān)的最大特點(diǎn)是在PNPN的每一層都有一個(gè)引出端，所以使用極靈活。在不同接線方式下，硅控制開(kāi)關(guān)的電路功能詳見(jiàn)表1。其中，肖克萊二極管SKD（Shockley Diode）屬于四層、高速、可控半導(dǎo)體整流二極管，可作開(kāi)關(guān)二極管或觸發(fā)器，用于激光脈沖發(fā)生器中。除表中所列用途之外，硅控制開(kāi)關(guān)還可用作繼電器驅(qū)動(dòng)器、延時(shí)電路、脈沖發(fā)生器、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、高靈敏度電平檢測(cè)器。

硅控制開(kāi)關(guān)伯GTO使用時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)（參見(jiàn)圖3）:

第一：A極接電源正極，K極接電源負(fù)極；

第二：GA極加負(fù)脈沖時(shí)器件導(dǎo)通。加正脈沖時(shí)器件關(guān)斷；

第三：GK極加正脈沖時(shí)器件導(dǎo)通，加負(fù)脈沖時(shí)器件關(guān)斷。

下面介紹利用萬(wàn)用表檢查硅控制開(kāi)關(guān)的方法

1．檢查三個(gè)PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/FONT>

將萬(wàn)用表?yè)艿絉×1k檔，分別測(cè)量A-GA、GA-GK、GK -K之間的正、反向電阻。正向電阻應(yīng)為幾千歐至十幾千歐，反向電阻為無(wú)窮大，說(shuō)明PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?/FONT>

2．檢查逆導(dǎo)性

只將 GA與A短接，即可觀察到逆導(dǎo)性。但為使效果更明顯，現(xiàn)將GK與K也短接，此時(shí)A、K之間只有兩個(gè)同極性并聯(lián)著的硅PN結(jié)，而且K極是接PN結(jié)正極，A極接PN結(jié)的負(fù)極。因此，用黑表筆接K極，紅表筆接A極，測(cè)出的是正向電阻，約為幾千歐。該特性就稱為“逆導(dǎo)”（反向?qū)ㄖ猓?/FONT>

若交換表筆位置，就無(wú)逆導(dǎo)性，電阻變成無(wú)窮大。

3．檢查觸發(fā)能力

首先用黑表筆接A 極，紅表筆接K極，電阻為無(wú)窮大，證明器件關(guān)斷。再按下述步驟操作：

（1）用紅表筆尖搭一下GA極，然后脫開(kāi)（但紅表筆始終接著A極），為相當(dāng)于給GA極加負(fù)脈沖，若電阻迅速減小，則說(shuō)明器件具有觸發(fā)能力。

（2）拿黑表筆搭一下GK極，旋即脫開(kāi)，這相當(dāng)于給GK極輸入正脈沖，電阻值迅速降低，表明有觸發(fā)能力。

4．檢查關(guān)斷能力

首先利用上面介紹的方法使器件導(dǎo)通，再進(jìn)行以下操作：

（1）用黑表筆尖搭一下GA極，隨即脫開(kāi)，如果電阻變成無(wú)窮大，證明器件被關(guān)斷，參見(jiàn)圖4(a)。

（2）用紅表筆尖搭一下GK極，迅速脫開(kāi)，電阻呈無(wú)窮大，說(shuō)明SCS關(guān)斷，參見(jiàn)圖4(b)。