可控硅調(diào)光工作原理

可控硅是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，是一種具有三個(gè)PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，一般由兩晶閘管反向連接而成。它的功能不僅是整流，還可以用作無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)的快速接通或切斷；實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變；將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等。可控硅和其它半導(dǎo)體器件一樣，有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

可控硅調(diào)光電源的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件。目前可控硅在自動(dòng)控制、機(jī)電應(yīng)用、工業(yè)電氣及家電等方面都有廣泛的應(yīng)用。

可控硅從外形上區(qū)分：主要有螺旋式、平板式和平底式三種。螺旋式應(yīng)用較多。

可控硅有三個(gè)極----陽(yáng)極（A）、陰極（C）和控制極（G），管芯是P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體交迭組成的四層結(jié)構(gòu)，共有三個(gè)PN 結(jié)，與只有一個(gè)PN結(jié)的硅整流二極管在結(jié)構(gòu)上迥然不同?？煽毓璧乃膶咏Y(jié)構(gòu)和控制極的引入，為其發(fā)揮“以小控大”的優(yōu)異控制特性奠定了基礎(chǔ)?？煽毓钁?yīng)用時(shí)，只要在控制極加上很小的電流或電壓，就能控制很大的陽(yáng)極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達(dá)幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。

我們可以把從陰極向上數(shù)的第一、二、三層看面是一只NPN型號(hào)晶體管，而二、三、四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用?？僧嫵鰣D1的等效電路圖。當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間加上一個(gè)正向電壓E，又在控制極G和陰極C之間（相當(dāng)BG2的基一射間）輸入一個(gè)正的觸發(fā)信號(hào)，BG2將產(chǎn)生基極電流Ib2，經(jīng)放大，BG2將有一個(gè)放大了β2 倍的集電極電流IC2 。因?yàn)锽G2集電極與BG1基極相連，IC2又是BG1 的基極電流Ib1 。BG1又把Ib1（Ib2）放大了β1的集電極電流IC1送回BG2的基極放大。如此循環(huán)放大，直到BG1、BG2完全導(dǎo)通。事實(shí)上這一過程是“一觸即發(fā)”的，對(duì)可控硅來(lái)說，觸發(fā)信號(hào)加到控制極，可控硅立即導(dǎo)通。導(dǎo)通的時(shí)間主要決定于可控硅的性能。

可控硅一經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通后，由于循環(huán)反饋的原因，流入BG2基極的電流已不只是初始的Ib2 ，而是經(jīng)過BG1、BG2放大后的電流（β1*β2*Ib2），這一電流遠(yuǎn)大于Ib2，足以保持BG2的持續(xù)導(dǎo)通。此時(shí)觸發(fā)信號(hào)即使消失，可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，只有斷開電源E或降低E的輸出電壓，使BG1、BG2 的集電極電流小于維持導(dǎo)通的最小值時(shí)，可控硅方可關(guān)斷。

當(dāng)然，如果E極性反接，BG1、BG2受到反向電壓作用將處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，即使輸入觸發(fā)信號(hào)，可控硅也不能工作。反過來(lái)，E接成正向，而觸動(dòng)發(fā)信號(hào)是負(fù)的，可控硅也不能導(dǎo)通。另外，如果不加觸發(fā)信號(hào)，而正向陽(yáng)極電壓大到超過一定值時(shí)，可控硅也會(huì)導(dǎo)通，但已屬于非正常工作情況了。