可控硅基礎(chǔ)知識

可控硅又叫晶閘管，由四層構(gòu)成，共有三個PN結(jié)，如下圖①,在分析時，可以看成②，而②是一個PNP三極管和一個NPN三極管，也即是圖③。

從圖③可以看出,當(dāng)AK兩端加上正向電壓時，G極加上觸發(fā)信號，NPN三極管導(dǎo)通，其集電極有較大電流I1，NPN三極管的集電極電壓降低，也即是PNP三極管的基極電壓降低，于是PNP三極管也導(dǎo)通，于是有I2從PNP三極管的集電極流過，這個電流流向NPN三極管的基極。即是這是沒有了G極觸發(fā)信號，仍然有電流從AK兩端流過。

可控硅的導(dǎo)通和關(guān)斷條件：

其伏安特性曲線如下：

從圖中可以看出，當(dāng)控制極未加電壓時，也就是IG1=0時，雖然可控硅的陽級和陰極之間加有正向電壓，但由于N1和P2反向偏置，因此只有很小的漏電流流過。這上電流稱為正向漏電流。此時可控硅處于正向阻斷狀態(tài)，特性曲線靠近橫軸。

隨著正向電壓的不斷增加，當(dāng)達(dá)到某一定值時（UBO）時，漏電流突然增大，可控硅由阻斷狀態(tài)突然導(dǎo)通?？煽毓鑼?dǎo)通后，可以流過很大的電流，而它本身的管壓降只有1V左右，此時的特性曲線靠近縱軸，如AB段。可控硅由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所對應(yīng)的電壓稱為正向轉(zhuǎn)折電壓UBO?？煽毓鑼?dǎo)通以后，如果減小陽極電壓，陽極電流也隨之減小。當(dāng)陽極電流小于維持電流IH時，可控硅又從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為阻斷狀態(tài)。

需要說的是，控制極開路，陽極電壓高于正向轉(zhuǎn)折電壓UBO時，可控硅會導(dǎo)通，但這樣很容易造成可控硅的不可恢復(fù)性擊穿，使元件損壞，正常工作時應(yīng)注避免。

當(dāng)在控制極加上電壓UG時，控制極產(chǎn)生控制電流IG，可控硅會在較低的正向陽極電壓下導(dǎo)通。也就是說，控制極電流會使正向轉(zhuǎn)折電壓降低?？刂茦O電流越大。正向轉(zhuǎn)折電壓越小，特性曲線越往左移。

當(dāng)可控硅加反向電壓時，由于N2P2結(jié)，N1P1結(jié)反向偏置，只有很小的反向電流。當(dāng)反向電流增大到某一值時，反向偏置的電流急劇增大，使可控硅反向?qū)?，這時對應(yīng)的電壓稱為反向轉(zhuǎn)折電壓UBR。若反向電壓過大，就會造成反向擊穿，導(dǎo)致可控硅的永久性損壞。

可控硅的主要參數(shù)：

1.正向重復(fù)峰值電壓UDRM

在控制極開路和正向阻斷和條件下，允許重復(fù)加在可控兩端的正向峰值電壓，稱為正向重復(fù)峰電壓。按規(guī)定此電壓為正向轉(zhuǎn)折電壓的80%。

2.反向重復(fù)峰值電壓URRM。

在控制極開路時，允許加在可控硅兩端的反向峰值電壓，稱為反向重復(fù)峰值電壓，按規(guī)定此電壓為反向轉(zhuǎn)折電壓的80%。

UDRM和URRM在數(shù)值上一般很相近，統(tǒng)稱為可控硅的峰值電壓。通常把其中那個較小電壓作為該器件的額定電壓，用UN表示。

3.通態(tài)平均電流IT

在環(huán)境溫度不大于40℃和標(biāo)準(zhǔn)散熱以及全導(dǎo)通的條件下，可控硅正常工作時，A、K極間所允許通過電流的平均值。

4.維持電流IH

在室溫下，控制極開路，維持可控硅導(dǎo)通所必須的最小電流，稱為維持電流。一般IH為幾十至一百多毫安。

5.控制極觸發(fā)電壓UG和控制極觸發(fā)電流IG

在室溫下，陽極加正向電壓為直流6V時，使可控硅由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通所需要的最小控制極電壓和電流，稱為控制極觸發(fā)電壓和控制極觸發(fā)電流。