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可控硅與晶閘管有區(qū)別嗎?

來(lái)源:21ic電子網(wǎng)    日期:2018-10-11    瀏覽量:載入中...

可控硅與晶閘管有區(qū)別嗎?
可控硅與晶閘管有區(qū)別嗎?本文將從可控硅與晶閘管的工作原理及結(jié)構(gòu)原件材料進(jìn)行比較,而后進(jìn)行區(qū)別,在簡(jiǎn)單介紹一下其在電路中的作用。
可控硅
可控硅(Silicon Controlled Recfier) 簡(jiǎn)稱(chēng)SCR,是一種大功率電器元件,也稱(chēng)晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件,實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了較多的應(yīng)用。
可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅,簡(jiǎn)稱(chēng)TRIAC。雙向可控硅在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向連接,這種可控硅具有雙向?qū)üδ?。其通斷狀態(tài)由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負(fù)脈沖)可使其正向(或反向)導(dǎo)通。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡(jiǎn)單,沒(méi)有反向耐壓?jiǎn)栴},因此特別適合做交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)使用。
工作原理
結(jié)構(gòu)原件
可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件,共有三個(gè)PN結(jié),分析原理時(shí),可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成,其等效圖解如右圖所示。雙向可控硅:雙向可控硅是一種硅可控整流器件,也稱(chēng)作雙向晶閘管。這種器件在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)交流電的無(wú)觸點(diǎn)控制,以小電流控制大電流,具有無(wú)火花、動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性高以及簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。從外表上看,雙向可控硅和普通可控硅很相似,也有三個(gè)電極。
但是,它除了其中一個(gè)電極G仍叫做控制極外,另外兩個(gè)電極通常卻不再叫做陽(yáng)極和陰極,而統(tǒng)稱(chēng)為主電極Tl和T2。它的符號(hào)也和普通可控硅不同,是把兩個(gè)可控硅反接在一起畫(huà)成的,如圖2所示。它的型號(hào),在我國(guó)一般用“3CTS”或“KS”表示;國(guó)外的資料也有用“TRIAC”來(lái)表示的。雙向可控硅的規(guī)格、型號(hào)、外形以及電極引腳排列依生產(chǎn)廠家不同而有所不同,但其電極引腳多數(shù)是按T1、T2、G的顧序從左至右排列(觀察時(shí),電極引腳向下,面對(duì)標(biāo)有字符的一面)。
晶閘管
晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱(chēng),又被稱(chēng)做可控硅整流器,以前被簡(jiǎn)稱(chēng)為可控硅;1957年美國(guó)通用電氣公司開(kāi)發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品,并于1958年將其商業(yè)化;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),它有三個(gè)極:陽(yáng)極,陰極和控制極; 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,且其工作過(guò)程可以控制、被應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。
工作原理
晶閘管在工作過(guò)程中,它的陽(yáng)極(A)和陰極(K)與電源和負(fù)載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門(mén)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。晶閘管為半控型電力電子器件,它的工作條件如下:

1. 晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí),不管門(mén)極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。
2. 晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí),僅在門(mén)極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時(shí)晶閘管處于正向?qū)顟B(tài),這就是晶閘管的閘流特性,即可控特性。
3. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽(yáng)極電壓,不論門(mén)極電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門(mén)極失去作用。門(mén)極只起觸發(fā)作用。
4. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時(shí),晶閘管關(guān)斷。
可控硅與晶閘管的區(qū)別
晶閘管(THYRISTOR)又名可控硅,屬于功率器件領(lǐng)域,是一種功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件,可控硅是其簡(jiǎn)稱(chēng),按其工作特性,可控硅可分為單向可控硅(SCR)、雙向可控硅(TRIAC)??煽毓枰卜Q(chēng)作晶閘管,它是由PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成的元件,有三個(gè)電極、陽(yáng)極A、陰極K和控制極G??煽毓柙陔娐分心軌?qū)崿F(xiàn)交流電的無(wú)觸點(diǎn)控制,以小電流控制大電流,并且不象繼電器那樣控制時(shí)有火花產(chǎn)生,而且動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性好。在調(diào)速、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)溫以及其他各種控制電路中都有它的身影??煽毓璺譃閱蜗虻暮碗p向的,符號(hào)也不同。
單向可控硅有三個(gè)PN結(jié),由外層的P極和N極引出兩個(gè)電極,分別稱(chēng)為陽(yáng)極和陰極,由中間的P極引出一個(gè)控制極。單向可控硅有其獨(dú)特的特性:當(dāng)陽(yáng)極接反向電壓,或者陽(yáng)極接正向電壓但控制極不加電壓時(shí),它都不導(dǎo)通,而陽(yáng)極和控制極同時(shí)接正向電壓時(shí),它就會(huì)變成導(dǎo)通狀態(tài)。一旦導(dǎo)通,控制電壓便失去了對(duì)它的控制作用,不論有沒(méi)有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。要想關(guān)斷,只有把陽(yáng)極電壓降低到某一臨界值或者反向。
雙向可控硅的引腳多數(shù)是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對(duì)有字符的一面時(shí))。加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時(shí)間改變時(shí),就能改變其導(dǎo)通電流的大小。與單向可控硅的區(qū)別是,雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時(shí),其導(dǎo)通方向就隨著極性的變化而改變,從而能夠控制交流電負(fù)載。而單向可控硅經(jīng)觸發(fā)后只能從陽(yáng)極向陰極單方向?qū)?,所以可控硅有單雙向之分。電子制作中常用可控硅,單向的有MCR-100等,雙向的有TLC336等雙向可控硅按象限來(lái)分,又分為四象三端雙向可控硅、三象限雙向可控硅;按封裝分:

分為一般半塑封裝,外絕緣式全塑封裝;按觸發(fā)電流來(lái)分:分為微觸型、高靈敏度型、標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)型;按電壓分:常規(guī)電壓品種、高壓品種。可控硅產(chǎn)品由于它在電路應(yīng)用中的效率高、控制特性好、壽命長(zhǎng)、體積小、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),自上個(gè)世紀(jì)六十長(zhǎng)代以來(lái),獲得了迅猛發(fā)展,并已形成了一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科?!熬чl管交流技術(shù)”。可控硅發(fā)展到現(xiàn)在,在工藝上已經(jīng)非常成熟,品質(zhì)更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發(fā)展。
可控硅在應(yīng)用電路中的作用體現(xiàn)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(shí)現(xiàn)交流→可變直流之轉(zhuǎn)變;無(wú)觸點(diǎn)功率靜態(tài)開(kāi)關(guān)(固態(tài)開(kāi)關(guān)):
作為功率開(kāi)關(guān)元件,可控硅可以代替接觸器、繼電器用于開(kāi)關(guān)頻率很高的場(chǎng)合。因此可控硅元件被應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品的電路中,多作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等用途。家用電器中的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)扇、冷暖空調(diào)器、熱水器、電視、冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、音響組合、聲控電路、定時(shí)控制器、感應(yīng)燈、圣誕燈控制器、自動(dòng)門(mén)電路、以及玩具裝置、電動(dòng)工具產(chǎn)品、無(wú)線電遙控電路、攝像機(jī)等工業(yè)控制領(lǐng)域等都大量使用了可控硅器件。在這些應(yīng)用電路中,可控硅元件多用來(lái)作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等。

原標(biāo)題:深度剖析可控硅與晶閘管的區(qū)別 

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