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      可控硅模塊的結構和特性

      2020-10-19105人瀏覽

      可控硅模塊是可控硅整流元件的簡稱,是一種具有三個PN結的四層結構的大功率半導體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成??墒悄懔私馑奶匦詥??今天我們就來給大家普及一下關于可控硅模塊的結構和特性的知識:

      可控硅模塊從外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三種。螺旋式的應用較多。

      可控硅模塊有三個電極——陽極(A)陰極(C)和控制極(G)。它有管芯是P型導體和N型導體交迭組成的四層結構,共有三個PN結。

      可控硅模塊和只有一個PN結的硅整流二極度管在結構上迥然不同??煽毓枘K的四層結構和控制極的引用,為其發揮“以小控大”的優異控制特性奠定了基礎。在應用可控硅模塊時,只要在控制極加上很小的電流或電壓,就能控制很大的陽極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達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。

      可控硅模塊為什么其有“以小控大”的可控性呢?

      首先,我們可以把從陰極向上數的第一、二、三層看面是一只NPN型號晶體管,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。當在陽極和陰極之間加上一個正向電壓Ea,又在控制極G和陰極C之間輸入一個正的觸發信號,BG1將產生基極電流Ib1,經放大,BG1將有一個放大了β1倍的集電極電流IC1。因為BG1集電極與BG2基極相連,IC1又是BG2的基極電流Ib2。BG2又把比Ib2(Ib1)放大了β2的集電極電流IC2送回BG1的基極放大。如此循環放大,直到BG1、BG2完全導通。實際這一過程是“一觸即發”的過程,對可控硅模塊來說,觸發信號加入控制極,可控硅模塊立即導通。導通的時間主要決定于可控硅模塊的性能。

      可控硅模塊一經觸發導通后,由于循環反饋的原因,流入BG1基極的電流已不只是初始的Ib1,而是經過BG1、BG2放大后的電流(β1 *β2 *Ib1)這一電流遠大于Ib1,足以保持BG1的持續導通。此時觸發信號即使消失,可控硅模塊仍保持導通狀態只有斷開電源Ea或降低Ea,使BG1、BG2中的集電極電流小于維持導通的最小值時,可控硅模塊方可關斷。當然,如果Ea極性反接,BG1、BG2由于受到反向電壓作用將處于截止狀態。這時,即使輸入觸發信號,可控硅模塊也不能工作。反過來,Ea接成正向,而觸動發信號是負的,可控硅模塊也不能導通。另外,如果不加觸發信號,而正向陽極電壓大到超過一定值時,可控硅也會導通,但已屬于非正常工作情況了。

      可控硅模塊這種通過觸發信號(小的觸發電流)來控制導通(可控硅中通過大電流)的可控特性,正是它區別于普通硅整流二極管的重要特征。

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