可控硅,是可控硅整流元件的簡稱,是一種具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件,亦稱為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、功能強等特點,是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中,多用來作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無觸點開關(guān)等。
可控硅的結(jié)構(gòu)和性能
不管可控硅的外形如何,它們的管芯都是由P型硅和N型硅組成的四層P1N1P2N2結(jié)構(gòu).它有三個PN結(jié)(J1、J2、J3),從J1結(jié)構(gòu)的P1層引出陽極A,從N2層引出陰級K,從P2層引出控制極G,所以它是一種四層三端的半導(dǎo)體器件.
它是由四層半導(dǎo)體材料組成的,有三個PN結(jié),對外有三個電極:*層P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽極A,第三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G,第四層N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號可以看到,它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷?,關(guān)鍵是多了一個控制極G,這就使它具有與二極管*不同的工作特性。
以硅單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件,起始于1957年,因為它的特性類似于真空閘流管,所以上通稱為硅晶體閘流管,簡稱晶閘管T,又因為晶閘管zui初的在靜止整流方面,所以又被稱之為硅可控整流元件,簡稱為可控硅SCR.
在性能上,可控硅不僅具有單向?qū)щ娦?,而且還具有比硅整流元件(俗稱"死硅")更為可貴的可控性.它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài).
可控硅能以毫安級電流控制大功率的機電設(shè)備,如果超過此功率,因元件開關(guān)損耗顯著增加,允許通過的平均電流相降低,此時,標(biāo)稱電流應(yīng)降級使用.
可控硅的優(yōu)點很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍數(shù)高達幾十萬倍;反應(yīng)極快,在微秒級內(nèi)開通、關(guān)斷;無觸點運行,無火花、無噪音;效率高,成本低等等.
可控硅的弱點:靜態(tài)及動態(tài)的過載能力較差;容易受干擾而誤導(dǎo)通
可控硅的特性
常用的有阻容移相橋觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、晶體三極管觸發(fā)電路、利用小晶閘管觸發(fā)大晶閘管的觸發(fā)電路,等等??煽毓璧闹饕獏?shù)
可控硅的主要參數(shù)有:
平均值
1、 額定通態(tài)平均電流IT在一定條件下,陽極---陰極間可以連續(xù)通過的50赫茲正弦半波電流的平均值。
2、 正向阻斷峰值電壓VPF 在控制極開路未加觸發(fā)信號,陽極正向電壓還未超過導(dǎo)能電壓時,可以重復(fù)加在可控硅兩端的正向峰值電壓??煽毓璩惺艿恼螂妷悍逯担荒艹^手冊給出的這個參數(shù)值。
3、 反向阻斷峰值電壓VPR當(dāng)可控硅加反向電壓,處于反向關(guān)斷狀態(tài)時,可以重復(fù)加在可控硅兩端的反向峰值電壓。使用時,不能超過手冊給出的這個參數(shù)值。
4、 控制極觸發(fā)電流Ig1 、觸發(fā)電壓VGT在規(guī)定的環(huán)境溫度下,陽極---陰極間加有一定電壓時,可控硅從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所需要的zui小控制極電流和電壓。
5、 維持電流IH在規(guī)定溫度下,控制極斷路,維持可控硅導(dǎo)通所必需的zui小陽極正向電流。許多新型可控硅元件相繼問世,如適于高頻應(yīng)用的快速可控硅,可以用正或負的觸發(fā)信號控制兩個方向?qū)ǖ碾p向可控硅,可以用正觸發(fā)信號使其導(dǎo)通,用負觸發(fā)信號使其關(guān)斷的可控硅等等。
可控硅在低溫恒溫槽、加熱制冷循環(huán)器等設(shè)備中的應(yīng)用
可控硅在低溫恒溫槽、加熱制冷循環(huán)器等設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在加熱等控制上,主要是通過對電壓、電流和功率的控制,從而實現(xiàn)精密控溫。并且憑借其先進的數(shù)字控制算法,優(yōu)化了電能使用效率對節(jié)約電能起了重要作用;
低溫恒溫槽、加熱制冷循環(huán)器等設(shè)備在運行時都會使用到高精度的控制器,在低溫恒溫槽、加熱制冷循環(huán)器控制器基本都是采用PID控制器,都會涉及到可控硅的控制應(yīng)用;
相關(guān)關(guān)鍵詞:低溫恒溫槽|加熱制冷循環(huán)器|可控硅|加熱控制
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