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可控硅外特性的研究

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如下 。
【 实验内容及操作要点 】
ｌ按 图 ｌ ： 连接 好 线路
２ 观察可 控硅 管 的实验 现象 ： （） ｌ １Ｋ 断开 ， ２ ｌ ， 通 Ｋ ， 整 Ｒ使 输 出 电压 至 最 小 位 置 ， 择 的方 向使 Ｋ选 端 接 ３词 选 Ｓ Ｒ正 向接入 ｗ （ 中应打 向左侧 ） Ｃ ２图 。 （ ） 渐通过 调 整滑线 变 阻器 Ｒ加 大 输 出电压 。 ２逐 （ ） 择 Ｋ 方 向使 Ｓ Ｒ的控制 极 Ｇ加上 正 向电压 （ 图 中应打 向右 侧） ３选 ｌ Ｃ （ 。 （ ） Ｋ 置 反 向（ Ｓ Ｒ的控 制极 Ｇ加 反 向 电压 ） ５将 ｌ 使 Ｃ
ｌ 实 验 特 点
这种 实验形 式 一 改过去 的一 味 的测 量数 据 然 后 仅 仅 是进 行 数 据 处理 ， 而是利 用过 去 的实验 课 中所学 到 的知识 和结合 实验 中所 出现 的实验 现象 和实 验数 据对 所 傲实验最 终 做 出判 断并得 出结论 。 以注 重学 生 的能 力培 养 ， 取得 了较 好 的教学 效果 ， 并 本实验项 目意在 提 高学生 的分 析问 题 的能力 和引导 学 生查 阅资料 的方法 ， 提高 教学 质 量 ， 具体 的实 验 内容
可 控 硅 外 特 性 的研 究
邱 晓 明 刘 伟 徐 征 藻
（ 连理工大 学 ， 连 ，１ ２ ） 大 大 ｌ ０ ４ ６
摘
要
开 发 和 推 广 可 控 硅 特 性 研 究 的 物 理 实 验 ， 在 启 发 学 生 对 物 理 实 验 的 趣 味 性 意
和 思 考 方 法 ， 学 生 在 实 验 课 中 根 据 观 察 到 的 现 象 和实 验 数 据 在 实 验 课 后 进 行 分 析 ， 让 最
后 判 断 并 得 出结 论 。 关键 词 可控 硅 特 性研 究 的 内 容 方 法
中 图分 类 号 ： ４— ３ ０ ３ 文献标识 码 ： Ａ
为了激 发起 学生 对物 理实 验 的兴趣 ， 设 计 新 实验 内容 的同时 ， 虑到 与实际应 用相 在 考 联系 ， 为此我们 在 教 学 内容 进行 了部 分 更新 ， 强 学 生 的 动手 能 力 和思 维 能 力的 培养 ， 加 在
（ ） Ｋ ， ３断开 ， ２选 择 ２端 Ｋ １将 ｌＫ Ｋ ４选 择使 Ｓ Ｒ正 向 接入 电源 的方 向 。 Ｃ （） 渐通 过 Ｒ增 加 电压作 出一条 Ｖ—Ａ特性 曲 线 （ ２逐 电压 选择 点 由同 学 自定 以最 能 反
映可控 硅特 性 为准 ） 。
（ ） Ｋ 分 别 选 择 使 Ｓ Ｒ的控制 极 Ｇ加 正 向 和 反 向 电压 的方 向重 复 （ ） ３将 １ Ｃ ２ 的做法 （ 见
注： ×—— 灯泡 不亮
４４ —
√—— 灯泡 亮
Ｏ —— 撤 掉 Ｓ Ｒ的控 制极 Ｇ的电压 Ｃ
一
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＋— — 使 Ｓ Ｒ的控 制极 Ｇ加 上正 向 电 压 Ｃ
裹 ３ 正向 实 验 现 象 记 录 衰
一一～ 使 Ｓ Ｒ的控 制极 Ｇ加反 向电压 Ｃ
实验 项 目的选题 和 内容 安排方 面注 意 内容 的相 关性 、 设计 性 和实用 性 ， 让学 生尽量将 在实
验课 中所学 的知 识 相互 联系 起来 ， 验 一下 同学 对 以前 所 作 过实 验 内容 理解 和灵 活应 用 检 能 力 。为此我们 设 计 了一个 以此 为主 导 思 想 的综合 实 验 。
２ 结 束 语
开放设 计 性 实验 是近 几年 来作 为 大学 物 理 实 验 一 个 极 为热 烈 和 活跃 的 话题 ， 项 工 这 作应 该如 何进 行 ， 是这 项工 作 需要 讨论 的 另一 个 话题 。作 为大 学二 年级 的同学 ， 也 由于 对 物 理实验 的认知 还 不是很 深 ， 然他们 经 过 一个 学 期 的基 础实验 的训 练 ， 是让他 们直 接 虽 但 进 入设计 性 实验 感 觉难 度较 大 ， 主要 表现 在 实 践 经 验 太 少 ， 生感 到 无从 下 手 ， 台阶 过 学 有
高 的感觉 。《 控硅 外 特性研 究 ＞ 可 这项 实 验 就是 针对 这 一 问题设 计 的 ， 是 在 以前做 过 实 它
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第 ２ Ｏ卷
第 ４期
大
学
物
理
实
验
Ｖｏ ． Ｏ Ｎｏ． １２ ４
２０ ０ ７年 ｌ ２月 出版
ＰＨＹＳ ＣＡＬ Ｉ ＥＸＰＥＲＩ ＥＮＴ ＯＦ Ｃ０Ｉ Ｍ ． ＬＥＣＥ
Ｄｅ ｃ．
２）７ （ ０
文 章 编 号 ：０ ７ ９ ４ ２ ０ ）４ ０ ３ ０ １０ —２ ３ （０ ７ ０ —０ ４ — ３
（ ） 逐渐 调 整滑 线 变 阻器 Ｒ加 入输 出电 压至 原 先值 。 ８再
（） Ｋ ９ 将 ４反 向 、 复 （ ） ８ 的过程 。 重 ２ 一（ ）
要 求
认 真观 察 每个 步 骤灯 泡所反 映 出的现 象 ， 过 制 表 将 上述 步 骤 进 行 的每 一 步 的现 象 通
记 录下来 （ 见表 １ 表 ２的 范例 ） ， 。 ３ 测 试可 控硅 管 的 特性 曲线
收 稿 日期 ：０ ７ ４ 一ｌ ２ ０ —０ ９
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４ ３ －— － —
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幽 １
买 验 筑 路 圈
（ ） 开 Ｋ （ 掉控 制极 Ｇ的电压 ） ６断 １撤 。 （） 渐调 整 滑线 变 阻器 Ｒ减小 电压 直 至灯 泡 熄 灭 。 ７逐
表 ３ 表 ４的范例 ） 、 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
本文在 最后 给 出 了实 验记 录和相应 的 实验 曲线 以供 大家 参考 。
【 实验要求 】
根据 以上 两个 实 验所 反 映的观象 和你 所做 出 的 特性 曲线 来说 明一 下 可控硅 管具 有 的
特性。
寰 ｌ 实验 现 象 记 录
寰 ２ 实 验 现 象 记 录 表

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可控硅工作原理

可控硅工作原理

可控硅工作原理一种以硅单晶为基本材料的Ｐ１Ｎ１Ｐ２Ｎ２四层三端器件，创制于１９５７年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称可控硅Ｔ。

又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅ＳＣＲ。

在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称死硅）更为可贵的可控性。

它只有导通和关断两种状态。

可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。

可控硅的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。

可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。

可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。

１、可控硅元件的结构不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由Ｐ型硅和Ｎ型硅组成的四层Ｐ１Ｎ１Ｐ２Ｎ２结构。

见图１。

它有三个ＰＮ结（Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３），从Ｊ１结构的Ｐ１层引出阳极Ａ，从Ｎ２层引出阴级Ｋ，从Ｐ２层引出控制极Ｇ，所以它是一种四层三端的半导体器件。

２、工作原理可控硅是Ｐ１Ｎ１Ｐ２Ｎ２四层三端结构元件，共有三个ＰＮ结，分析原理时，可以把它看作由一个ＰＮＰ管和一个ＮＰＮ管所组成，其等效图解如图１所示图１、可控硅结构示意图和符号图当阳极Ａ加上正向电压时，ＢＧ１和ＢＧ２管均处于放大状态。

此时，如果从控制极Ｇ输入一个正向触发信号，ＢＧ２便有基流ｉｂ２流过，经ＢＧ２放大，其集电极电流ｉｃ２＝β２ｉｂ２。

因为ＢＧ２的集电极直接与ＢＧ１的基极相连，所以ｉｂ１＝ｉｃ２。

此时，电流ｉｃ２再经ＢＧ１放大，于是ＢＧ１的集电极电流ｉｃ１＝β１ｉｂ１＝β１β２ｉｂ２。

这个电流又流回到ＢＧ２的基极，表成正反馈，使ｉｂ２不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

可控硅的重要参数

可控硅的重要参数

可控硅的重要参数可控硅是一种重要的电子器件，广泛应用于电力电子技术和控制系统中。

它具有多个关键的参数，这些参数直接影响到可控硅的性能和应用范围。

本文将从多个方面介绍可控硅的重要参数。

1. 阻断电压（VDRM）：阻断电压是指可控硅能够承受的最大反向电压。

在正常工作情况下，可控硅的正向电压应小于阻断电压。

2. 电导电流（IGT）：电导电流是指可控硅在触发电流作用下开始导通的最小电流。

它反映了可控硅的触发灵敏度和稳定性。

3. 关断电流（IH）：关断电流是指可控硅在正常导通状态下，通过其控制端流过的最小电流。

关断电流的大小直接影响到可控硅的工作稳定性和功耗。

4. 阻断电流（IDRM）：阻断电流是指可控硅在阻断状态下通过的最大电流。

阻断电流的大小与可控硅的封装和散热性能有关，需要在设计中合理考虑。

5. 反向耐压（VR）：反向耐压是指可控硅能够承受的最大反向电压。

反向耐压决定了可控硅在逆向应用中的安全性能。

6. 触发电压（VGT）：触发电压是指可控硅开始导通所需的最小控制电压。

触发电压的大小直接影响到可控硅的触发灵敏度和可靠性。

7. 导通压降（VF）：导通压降是指可控硅导通时的电压降。

导通压降的大小与可控硅的导通损耗和功耗有关，需要在设计中进行合理评估。

8. 可控硅的温度特性：可控硅的性能受温度影响较大，温度过高会导致可控硅的性能下降甚至损坏。

因此，需要在设计中考虑可控硅的散热和温度控制。

除了上述参数外，可控硅还有其他一些重要的参数，如触发延迟时间、触发脉冲电流等。

这些参数都会对可控硅的工作性能和应用范围产生影响，需要在设计和选择可控硅时予以考虑。

可控硅的重要参数涉及到其电压、电流、触发特性和温度等方面。

了解和掌握这些参数对于正确应用可控硅、确保系统的稳定性和安全性至关重要。

在实际应用中，需要根据具体的需求和系统要求选择合适的可控硅，并合理设计电路以保证可控硅的正常工作。

可控硅传导

可控硅传导

可控硅传导
可控硅是一种具有单向传导特性的半导体器件，在电路中可以用作电流控制元件，对电路起到通断、保护和转换等作用。

可控硅的伏安特性曲线为直线或近似于直线，当外加反向电压时导通，当外施正电压时截止，因此它是一种单向导电性半导体器件。

可控硅的工作原理主要基于其控制电压或电流来触发导通。

当电压或电流达到一定的阈值时，可控硅就会导通，从而控制电流的方向和大小。

此外，可控硅还可以用来控制电路的功率和频率，以实现更高效的电路控制。

可控硅的种类主要包括单向可控硅和双向可控硅。

单向可控硅通常采用四极管工作，由三层有机结构组成，其原理是差动控制，即利用内部的参考电源和外部的控制压，通过参考和控制电压建立电流梯度，实现电流的快速调节。

而双向可控硅则是一种8极的可控硅结构，一般由五层有机结构组成，具有双向控制的特性，可实现高效率的反向控制，在宽功率范围内实现电流的控制。

在技术发展的今天，可控硅的使用越来越广泛，特别是在研制中频到特高频电路中，可控硅起到十分重要的作用，可以实现电路节电、小巧轻便。

同时，由于可控硅具有高精度、可靠性好、方便使用等显著优势，因此在微波、大功率放大器及电源调节等众多应用领域得到广泛应用。

以上信息仅供参考，如需了解更多关于可控硅传导的知识，建议咨询电子工程师或查阅相关专业书籍。

可控硅工作原理及参数详解

可控硅工作原理及参数详解

如果在可控硅阳极 A 与阴极 K 间加上反向电压时，开始可控硅处于反向阻断状态，只 有很小的反向漏电流流过。当反向电压增大到某一数值时，反向漏电流急剧增大，这时，所 对应的电压称为反向不重复峰值电压 VRSM（Peak Non‐Repetitive Surge Voltage）。
上面我们只是把 R2（与 R1）作为象征性的限流电阻，其实 R2 完全可以是负载，如电 灯泡，如下图所示：
所谓人多好办事，这个更大的基极电流 IB2 第二次被三极管 Q2 放大，此时的 IC2 就是（IB2 ×β2×β1×β2），然后又重复被两个三极管交互进行正反馈放大，周而复始。
在这个过程中，三极管 Q2 的集电极‐发射极压降越来越小，阳极电流 IAA 的电流也越来越 大，最终 Q2 饱和了（Q1 也不甘示弱，节奏妥妥地跟上），最后就成为下图所示的：
可控硅完全导通后，流过 A、K 两极的电流即为通态电流 IT（On‐State Current），实际应 用时，VAK 通常是交流电压（如 220VAC），因此常将此参数标记为通态平均电流 IT（RMS），指 可控硅元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值，而此时流过 G、 K 两极的电流即为门极电流 IG（Gate Current），这个门极控制电流不应超过门极最大峰值电 流 IGM（Forward Peak Gate Voltage）
当 Q1 与 Q2 充分导通后（可控硅导通），A、K 两极之间的压降很小，其实就是 Q1 发射
结电压 + VBE2 Q2 集电极‐发射极饱和电压 VCE1，这个电压称为正向通态电压 VTM（Forward
On‐State Voltage）
可以看到，VAK 的电压值最终全部加到电阻 R2 上面，整个过程就是由电压 VGK 引发的“血 案”，原来 R2 电阻上没有任何压降，VGK 电压触发可控硅后，VAK 电压就全部加在电阻 R2 上 面了。