單向可控硅工作原理是什么

單向可控硅（Silicon Controlled Rectifier，簡(jiǎn)稱(chēng)SCR）是一種半導(dǎo)體器件，具有單向?qū)щ娦院涂煽匦?。它可以看作?a target="_blank">二極管和晶體管的混合體，廣泛應(yīng)用于電力控制和功率調(diào)節(jié)領(lǐng)域。本文將詳細(xì)介紹單向可控硅的工作原理及其應(yīng)用。

單向可控硅的工作原理：

單向可控硅主要由兩個(gè)晶體管和兩個(gè)二極管組成。 當(dāng)控制端（G）加正脈沖或直流電壓時(shí)，SCR處于可控狀態(tài)。當(dāng)控制端施加負(fù)電壓或斷開(kāi)時(shí)，SCR處于不可控或關(guān)斷狀態(tài)。

1. 可控狀態(tài)下的工作：

當(dāng)控制端加正脈沖或直流電壓時(shí)，需同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)條件，即端由陽(yáng)極向陰極的電流（正向電流，Anode to Cathode Current，簡(jiǎn)稱(chēng) Iak）大于推火電流（Anode Gate Current，簡(jiǎn)稱(chēng) Igk）且 SCR 兩個(gè) j unction 之間的應(yīng)用正向電壓大于一定電壓（一般為0.7V）。

此時(shí)，控制電流 Ie 通過(guò)控制端（G）引入，導(dǎo)致 P1 區(qū)缺電子，N1 區(qū)缺電荷。而在 P2 區(qū)缺少正空穴，而 N2 區(qū)缺電子，當(dāng)它們相遇時(shí)，在接觸面上只剩余少量載流子，阻力非常大。但是，一旦有左端的電流 Iak 至少達(dá)到推火電流的值，SCR 就開(kāi)始導(dǎo)電。同時(shí)，控制電流 Ie 繼續(xù)通過(guò)控制端（G）注入，當(dāng)松開(kāi)或中斷 Ie 后，SCR 仍然保持導(dǎo)電狀態(tài)。這是因?yàn)?SCR 的 j unction 進(jìn)入放電狀態(tài)，j unction 是一個(gè)處理大電流的橋梁。由于 SCR 是單向?qū)ǖ?，只能?P1 側(cè)流向 N1 側(cè)，電流一旦導(dǎo)通，將會(huì)一直流通。只有把電壓降低到關(guān)斷電壓，或消除控制電流（G）時(shí)，SCR 才會(huì)停止通電。

2. 關(guān)斷狀態(tài)下的工作：

不能形成閉合環(huán)路，并不是由于短路而無(wú)法形成通路，SCR 可以通過(guò)控制端（G）控制開(kāi)或關(guān)。

當(dāng)控制端施加負(fù)電壓或斷開(kāi)時(shí)，SCR 處于不可控或關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)，SCR 的 j unction 處于正常狀態(tài)，即可承受高電流和反壓大的情況。但是，在這種情況下，只有當(dāng) j unction 處增加的狄拉克端比可控晶體有效地承受高電流和反壓很大的情況。同時(shí)可以看到，SCR 的結(jié)構(gòu)，可以閉合 j unction 之間的路徑，因此控制端施加負(fù)電壓或斷開(kāi)之后的 j unction 狀態(tài)可隨時(shí)恢復(fù)到正常狀態(tài)。

單向可控硅的應(yīng)用：

單向可控硅具有可控性和單向?qū)щ娦缘奶攸c(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在電力控制和功率調(diào)節(jié)領(lǐng)域。

1. 電力控制：

單向可控硅能夠用于電力控制，通過(guò)控制單向可控硅的導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的功率和電流的控制。在大電力交流諧振用于交流接觸器的型斷引接的情況下，常需要滿(mǎn)足高電壓高頻的要求，此時(shí)，單向可控硅具有良好的可控性，能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的快速向前和向后轉(zhuǎn)換。

2. 功率調(diào)節(jié)：

單向可控硅能夠用于功率調(diào)節(jié)，通過(guò)改變單向可控硅導(dǎo)通的時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)電路的功率。在一些高電壓和大電流設(shè)備上，要求用低機(jī)械噪聲的曲線(xiàn)匹配十幾河流量來(lái)反映大流量和頻率響應(yīng)的實(shí)際情況。此時(shí)，控制單向可控硅能夠快速調(diào)整電流，滿(mǎn)足大負(fù)荷的需要，同時(shí)提供電能的穩(wěn)定輸出。

3. 其他應(yīng)用：

在工業(yè)控制、交通控制、變頻器、逆變器、電爐、充電電池等領(lǐng)域中，單向可控硅也有廣泛的應(yīng)用。它們可以實(shí)現(xiàn)電壓和電流的穩(wěn)定控制，從而滿(mǎn)足不同設(shè)備和系統(tǒng)的需求。

單向可控硅作為一種重要的半導(dǎo)體器件，具有可控性和單向?qū)щ娦缘奶攸c(diǎn)。通過(guò)對(duì)單向可控硅的工作原理及其應(yīng)用的詳細(xì)介紹，我們了解到單向可控硅在電力控制和功率調(diào)節(jié)領(lǐng)域的重要性。掌握單向可控硅的工作原理，可以更好地應(yīng)用于實(shí)際工程中，提高電力控制和功率調(diào)節(jié)的效率與性能。