認識半導體晶閘管晶閘管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出世界上第1款晶閘管產品,并于1958年將其商業化。晶閘管是PNPN四層半導體結構,形成三個PN結,分別稱:陽極,陰極和控制極。圖1晶閘管的結構晶閘管在工作過程中,它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負載連接,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電流的情況下晶閘管才導通,這是晶閘管的閘流特性,即可控特性。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。晶閘管在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關斷。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。結構是一種N—P—N—P—N型五層結構的半導體器件。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,管子才能導通。它無所謂陽極和陰極,不管觸發信號的極性如何,雙向晶閘管都能被觸發導通。這個特點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構上采取了一些改進措施。金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種。浙江好的美國IR可控硅&晶閘管模塊
而單向可控硅經觸發后只能從其中陽極向陰極單方行為向導通,所以采用可控硅有單雙向關系之分。電子生產中常用的SCR,單向MCR-100,雙向TLC336等雙向可控硅按象限來分,又分為四象三端雙向可控硅、三象限雙向可控硅;按包裝:一般分為半塑料包裝、外絕緣全塑料包裝;按觸發電流來分:分為微觸型、高靈敏度型、標準觸發型;按電壓分:常規工作電壓進行品種、高壓品種。可控硅產品由于它在電路應用中的效率高、控制特性好、壽命長、體積小、功能強等優點,自上個世紀六十長代以來,獲得了迅猛發展,并已形成了一門單獨的學科。“晶閘管交流技術”。可控硅發展到,在工藝上已經非常成熟,質量更好,收率有了很大的提高,并向高壓大電流發展。可控硅在應用電路中的作用體現在:可控整流:如同二極管整流一樣,將交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,有效地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實現交流→可變直流之轉變;無觸點功率靜態開關(固態開關):作為功率開關元件,可控硅可以代替接觸器、繼電器用于開關頻率很高的場合。因此可控硅元件被廣應用于各種電子設備和電子產品的電路中,多作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等用途。福建好的美國IR可控硅&晶閘管模塊供應商晶閘管在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關斷。
除了考慮通過元件的平均電流外,還應注意正常工作時導通角的大小、散熱通風條件等因素。在工作中還應注意管殼溫度不超過相應電流下的允許值。2、使用可控硅之前,應該用萬用表檢查可控硅是否良好。發現有短路或斷路現象時,應立即更換。3、嚴禁用兆歐表(即搖表)檢查元件的絕緣情況。4、電流為5A以上的可控硅要裝散熱器,并且保證所規定的冷卻條件。為保證散熱器與可控硅管心接觸良好,它們之間應涂上一薄層有機硅油或硅脂,以幫于良好的散熱。5、按規定對主電路中的可控硅采用過壓及過流保護裝置。6、要防止可控硅控制極的正向過載和反向擊穿。損壞原因判別/晶閘管編輯當晶閘管損壞后需要檢查分析其原因時,可把管芯從冷卻套中取出,打開芯盒再取出芯片,觀察其損壞后的痕跡,以判斷是何原因。下面介紹幾種常見現象分析。1、電壓擊穿。晶閘管因不能承受電壓而損壞,其芯片中有一個光潔的小孔,有時需用擴大鏡才能看見。其原因可能是管子本身耐壓下降或被電路斷開時產生的高電壓擊穿。2、電流損壞。電流損壞的痕跡特征是芯片被燒成一個凹坑,且粗糙,其位置在遠離控制極上。3、電流上升率損壞。其痕跡與電流損壞相同,而其位置在控制極附近或就在控制極上。4、邊緣損壞。
美國通用電氣公司研發了世界上***個以硅單晶為半導體整流材料的硅整流器(SR),1957年又開發了全球較早用于功率轉換和控制的可控硅整流器(SCR)。由于它們具有體積小、重量輕、效率高、壽命長的優勢,尤其是SCR能以微小的電流控制較大的功率,令半導體電力電子器件成功從弱電控制領域進入了強電控制領域、大功率控制領域。在整流器的應用上,晶閘管迅速取代了**整流器(引燃管),實現整流器的固體化、靜止化和無觸點化,并獲得巨大的節能效果。從1960年代開始,由普通晶閘管相繼衍生出了快速晶閘管、光控晶閘管、不對稱晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管,形成一個龐大的晶閘管家族。晶閘管在應用中有效率高、控制特性好、壽命長、體積小、功能強等優點,其能承受的電壓和電流容量是目前電力電子器件中**高的,而且工作可靠。因晶閘管的上述優點,國外對晶閘管在脈沖功率源領域內應用的研究做了大量的工作,很多脈沖功率能源模塊已經使用晶閘管作為主開關。而國內的大功率晶閘管主要應用在高壓直流輸電的工頻環境下,其工頻工作條件下的技術參數指標不足以準確反映其在脈沖電源這種高電壓、大電流、高陡度的環境下的使用情況。晶閘管對過電壓很敏感,當正向電壓超過其斷態重復峰值電壓UDRM一定值時晶閘管就會誤導通。
Ia與Il成正比,即當光電二極管的光電流增大時,光控晶閘管的輸出電流也相應增大,同時Il的增大,使BGl、BG2的電流放大系數a1、a2也增大。當al與a2之和接近l時,光控晶閘管的Ia達到**大,即完全導通。能使光控晶閘管導通的**小光照度,稱其為導通光照度。光控晶閘管與普通晶閘管一樣,一經觸發,即成通導狀態。只要有足夠強度的光源照射一下管子的受光窗口,它就立即成為通導狀態,而后即使撤離光源也能維持導通,除非加在陽極和陰極之間的電壓為零或反相,才能關閉。3.光控晶閘管的特性為了使光控晶閘管能在微弱的光照下觸發導通,因此必須使光控晶閘管在極小的控制電流下能可靠地導通。這樣光控晶閘管受到了高溫和耐壓的限制,在目前的條件下,不可能與普通晶閘管一樣做成大功率的。光控晶閘管除了觸發信號不同以外,其它特性基本與普通晶閘管是相同的,因此在使用時可按照普通晶閘管選擇,只要注意它是光控這個特點就行了。光控晶閘管對光源的波長有一定的要求,即有選擇性。波長在——,都是光控晶閘管較為理想的光源。使用注意事項/晶閘管編輯選用可控硅的額定電壓時,應參考實際工作條件下的峰值電壓的大小,并留出一定的余量。1、選用可控硅的額定電流時。晶閘管具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作。福建好的美國IR可控硅&晶閘管模塊供應商
晶閘管T在工作過程中,它的陽極A和陰極K與電源和負載連接,組成晶閘管的主電路。浙江好的美國IR可控硅&晶閘管模塊
測量時黑表筆接陽極A,紅表筆接陰極K,此時表針不動,顯示阻值為無窮大(∞)。用鑷子或導線將晶閘管的陽極A與門極短路(見圖2),相當于給G極加上正向觸發電壓,此時若電阻值為幾歐姆至幾十歐姆(具體阻值根據晶閘管的型號不同會有所差異),則表明晶閘管因正向觸發而導通。再斷開A極與G極的連接(A、K極上的表筆不動,只將G極的觸發電壓斷掉)。若表針示值仍保持在幾歐姆至幾十歐姆的位置不動,則說明此晶閘管的觸發性能良好。特殊的晶閘管/晶閘管編輯雙向晶閘管TRIAC晶閘管從外表上看,雙向晶閘管和普通晶閘管很相似,也有三個電極。但是,它除了其中一個電極G仍叫做控制極外,另外兩個電極通常卻不再叫做陽極和陰極,而統稱為主電極Tl和T2。它的符號也和普通晶閘管不同,是把兩個晶閘管反接在一起畫成的,如圖2所示。它的型號,在我國一般用“3CTS”或“KS”表示;國外的資料也有用“TRIAC”來表示的。從內部結構來看,雙向晶閘管是一種N—P—N—P—N型五層結構的半導體器件,見圖3(a)。為了便于說明問題,我們不妨把圖3(a)看成是由左右兩部分組合而成的,如圖3(b)。這樣一來,原來的雙向晶閘管就被分解成兩個P—N—P—N型結構的單向晶閘管了。浙江好的美國IR可控硅&晶閘管模塊