三极管与可控硅
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双向可控硅导通条件双向可控硅导通条件是一种特殊的导通条件,它是导通技术应用中最重要的硅元件。
作为一种复合结构,它在双向控制方面具有特殊的性能和特点。
双向可控硅导通条件多用于应用有源功率放大器,如无线电、汽车电子等行业,它可以有效提高放大电路实用性。
它也常用于输出控制电路,可大大降低温度对电路稳定性的影响。
什么是双向可控硅导通条件?它是一种典型的可控硅(SCR)结构,其由一系列由硅晶体、基板和双向控制装置组成的硅元件。
可控硅是一种静态三极管,由 negatively-biased control electrodes 与被称为 anode 和 cathode 之间构成 PN 结,当给控制electrodes 加上一个负偏压,硅晶体就可以将 anode 与 cathode 相连从而导通介绍。
由于它具有可控的特性,所以它可以被电脑控制,用于放大电路的输出控制,因此它最常见的应用就是用做有源功率放大器中的功率栅极电路。
双向可控硅导通条件在应用和使用中具有一定的优势,首先它的影响小,其噪声水平在业界最小,其密度也高,抗电磁干扰能力强,它的温度基本不受环境温度影响,耗能小,功耗降低,相对于其它形式的功能元件,它的耗能节约,更为明显,此外,它还具有一定的保护性能,在输出短路、超流等情况下,可以保护设备,重要的是,它可以有效地降低整个系统的体积,提高了系统的整体性能。
双向可控硅导通条件的结构非常之简单,但是却具有相当的实用性。
它的非切断电流、转换电容因子和电抗等性能均非常优良,除此之外,它还有着可靠的空间散热能力,可提供更好的导通效果,良好的可靠性和耐用性,延长了其可靠寿命。
这已经得到了广泛的应用,所以可以在实际生产过程中受到应用和改进。
尽管从形式上可将双向可控硅瞧成两只普通可控硅的组合,但实际上它就是由7只晶体管与多只电阻构成的功率集成器件。
小功率双向可控硅一般采用塑料封装,有的还带散热板,外形如图l所示。
典型产品有BCMlAM(1A/600V)、BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。
大功率双向可控硅大多采用RD91型封装。
双向可控硅的主要参数见附表。
双向可控硅的结构与符号见图2。
它属于NPNPN五层器件,三个电极分别就是T1、T2、G。
因该器件可以双向导通,故除门极G以外的两个电极统称为主端子,用T1、T2。
表示,不再划分成阳极或阴极。
其特点就是,当G极与T2极相对于T1,的电压均为正时,T2就是阳极,T1就是阴极。
反之,当G极与T2 极相对于T1的电压均为负时,T1变成阳极,T2为阴极。
双向可控硅的伏安特性见图3,由于正、反向特性曲线具有对称性,所以它可在任何一个方向导通。
检测方法下面介绍利用万用表RXl档判定双向可控硅电极的方法,同时还检查触发能力。
1、判定T2极由图2可见,G极与T1极靠近,距T2极较远。
因此,G—T1之间的正、反向电阻都很小。
在肦Xl档测任意两脚之间的电阻时,只有在G-T1之间呈现低阻,正、反向电阻仅几十欧,而T2-G、T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。
这表明,如果测出某脚与其她两脚都不通,就肯定就是T2极。
,另外,采用TO—220封装的双向可控硅,T2极通常与小散热板连通,据此亦可确定T2极。
2.区分G极与T1极(1)找出T2极之后,首先假定剩下两脚中某一脚为Tl极,另一脚为G极。
(2)把黑表笔接T1极,红表笔接T2极,电阻为无穷大。
接着用红表笔尖把T2与G 短路,给G极加上负触发信号,电阻值应为十欧左右(参见图4 (a)),证明管子已经导通,导通方向为T1一T2。
再将红表笔尖与G极脱开(但仍接T2),若电阻值保持不变,证明管子在触发之后能维持导通状态(见图4(b))。
可控硅的使用方法大全一、概述在日常的控制应用中我们都通常会遇到需要开关交流电的应用,一般控制交流电的时候,我们会使用很多种方法,如:1、使用继电器来控制,如电饭煲,洗衣机的水阀:2、使用大功率的三极管或IGBT来控制:3、使用整流桥加三极管:4、使用两个SCR来控制:5、使用一个Triac来控制:晶闸管(Thyristor)又叫可控硅,按照其工作特性又可分单向可控硅(SCR)、双向可控硅(TRIAC)。
其中双向可控硅又分四象限双向可控硅和三象限双向可控硅。
同时可控硅又有绝缘与非绝缘两大类,如ST的可控硅用BT名称后的“A”、与“B”来区分绝缘与非绝缘。
单向可控硅SCR:全称Semiconductor Controlled Rectifier(半导体整流控制器)双向可控硅TRIAC:全称Triode ACSemiconductor Switch(三端双向可控硅开关),也有厂商使用Bi-direct ional Controlled Rectifier(BCR)来表示双向可控硅。
请注意上述两图中的红紫箭头方向!可控硅的结构原理我就不提了。
二、可控硅的控制模式现在我们来看一看通常的可控硅控制模式1、On/Off 控制:对于这样的一个电路,当通过控制信号来开关Triac时,我们可以看到如下的电流波形通常对于一个典型的阻性的负载使用该控制方法时,可以看到控制信号、电流、相电压的关联。
2、相角控制:也叫导通角控制,其目的是通过触发可控硅的导通时间来实现对电流的控制,在简单的马达与调光系统中多可以看到这种控制方法在典型的阻性负载中,通过控制触发导通角a在0~180之间变化,从而实现控制电流的大小三、我们知道,可控硅的一个导通周期可以有四步:。
可控硅的工作原理(带图)一.可控硅是可控硅整流器的简称。
它是由三个PN结四层结构硅芯片和三个电极组成的半导体器件。
图3-29是它的结构、外形和图形符号。
可控硅的三个电极分别叫阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。
当器件的阳极接负电位(相对阴极而言)时,从符号图上可以看出PN结处于反向,具有类似二极管的反向特性。
当器件的阳极上加正电位时(若控制极不接任何电压),在一定的电压范围内,器件仍处于阻抗很高的关闭状态。
但当正电压大于某个电压(称为转折电压)时,器件迅速转变到低阻通导状态。
加在可控硅阳极和阴极间的电压低于转折电压时,器件处于关闭状态。
此时如果在控制极上加有适当大小的正电压(对阴极),则可控硅可迅速被激发而变为导通状态。
可控硅一旦导通,控制极便失去其控制作用。
就是说,导通后撤去栅极电压可控硅仍导通,只有使器件中的电流减到低于某个数值或阴极与阳极之间电压减小到零或负值时,器件才可恢复到关闭状态。
图3-30是可控硅的伏安特性曲线。
图中曲线I为正向阻断特性。
无控制极信号时,可控硅正向导通电压为正向转折电压(U B0);当有控制极信号时,正向转折电压会下降(即可以在较低正向电压下导通),转折电压随控制极电流的增大而减小。
当控制极电流大到一定程度时,就不再出现正向阻断状态了。
曲线Ⅱ为导通工作特性。
可控硅导通后内阻很小,管子本身压降很低,外加电压几乎全部降在外电路负载上,并流过比较大的负载电流,特性曲线与二极管正向导通特性相似。
若阳极电压减小(或负载电阻增加),致使阳极电流小于维持电流I H时,可控硅从导通状态立即转为正向阻断状态,回到曲线I状态。
曲线Ⅲ为反向阻断特性。
当器件的阳极加以反向电压时,尽管电压较高,但可控硅不会导通(只有很小的漏电流)。
只有反向电压达到击穿电压时,电流才突然增大,若不加限制器件就会烧毁。
正常工作时,外加电压要小于反向击穿电压才能保证器件安全可靠地工作。
可控硅的重要特点是:只要控制极中通以几毫安至几十毫安的电流就可以触发器件导通,器件中就可以通过较大的电流。
一、什么是三极管?三极管全称是“晶体三极管”,也被称作“晶体管”,是一种具有放大功能的半导体器件。
通常指本征半导体三极管,即BJT管。
典型的三极管由三层半导体材料,有助于连接到外部电路并承载电流的端子组成。
施加到晶体管的任何一对端子的电压或电流控制通过另一对端子的电流。
三极管实物图三极管有哪三极?▪基极:用于激活晶体管。
(名字的来源,最早的点接触晶体管有两个点接触放置在基材上,而这种基材形成了底座连接。
)▪集电极:三极管的正极。
(因为收集电荷载体)▪发射极:三极管的负极。
(因为发射电荷载流子)1、三极管的分类三极管的应用十分广泛,种类繁多,分类方式也多种多样。
2、根据结构▪NPN型三极管▪PNP型三极管3、根据功率▪小功率三极管▪中功率三极管▪大功率三极管4、根据工作频率▪低频三极管▪高频三极管5、根据封装形式▪金属封装型▪塑料封装型6、根据PN结材料▪锗三极管▪硅三极管▪除此之外,还有一些专用或特殊三极管二、三极管的工作原理这里主要讲一下PNP和NPN。
1、PNPPNP是一种BJT,其中一种n型材料被引入或放置在两种p型材料之间。
在这样的配置中,设备将控制电流的流动。
PNP晶体管由2个串联的晶体二极管组成。
二极管的右侧和左侧分别称为集电极-基极二极管和发射极-基极二极管。
2、NPNNPN中有一种p 型材料存在于两种n 型材料之间。
NPN晶体管基本上用于将弱信号放大为强信号。
在NPN 晶体管中,电子从发射极区移动到集电极区,从而在晶体管中形成电流。
这种晶体管在电路中被广泛使用。
PNP和NPN 符号图三、三极管的 3 种工作状态分别是截止状态、放大状态、饱和状态。
接下来分享在其他公众号看到的一种通俗易懂的讲法:1、截止状态三极管的截止状态,这应该是比较好理解的,当三极管的发射结反偏,集电结反偏时,三极管就会进入截止状态。
这就相当于一个关紧了的水龙头,水龙头里的水是流不出来的。
三极管工作原理-截止状态截止状态下,三极管各电极的电流几乎为0,集电极和发射极互不相通。
可控硅的工作原理(带图)可控硅是可控硅整流器的简称。
它是由三个PN结四层结构硅芯片和三个电极组成的半导体器件。
图3-29是它的结构、外形和图形符号可控硅的三个电极分别叫阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。
当器件的阳极接负电位(相对阴极而言)时,从符号图上可以看岀PN结处于反向,具有类似二极管的反向特性。
当器件的阳极上加正电位时(若控制极不接任何电压),在一定的电压范围内,器件仍处于阻抗很高的关闭状态。
但当正电压大于某个电压(称为转折电压)时,器件迅速转变到低阻通导状态。
加在可控硅阳极和阴极间的电压低于转折电压时,器件处于关闭状态。
此时如果在控制极上加有适当大小的正电压(对阴极),则可控硅可迅速被激发而变为导通状态。
可控硅一旦导通,控制极便失去其控制作用。
就是说,导通后撤去栅极电压可控硅仍导通,只有使器件中的电流减到低于某个数值或阴极与阳极之间电压减小到零或负值时,器件才可恢复到关闭状态。
图3-30是可控硅的伏安特性曲线。
图中曲线I为正向阻断特性。
无控制极信号时,可控硅正向导通电压为正向转折电压(U BO);当有控制极信号时,正向转折电压会下降(即可以在较低正向电压下导通),转折电压随控制极电流的增大而减小。
当控制极电流大到一定程度时,就不再出现正向阻断状态了。
曲线H为导通工作特性。
可控硅导通后内阻很小,管子本身压降很低,外加电压几乎全部降在外电路负载上,并流过比较大的负载电流,特性曲线与二极管正向导通特性相似。
若阳极电压减小(或负载电阻增加),致使阳极电流小于维持电流I H时,可控硅从导通状态立即转为正向阻断状态,回到曲线I状态。
曲线山为反向阻断特性。
当器件的阳极加以反向电压时,尽管电压较高,但可控硅不会导通(只有很小的漏电流)。
只有反向电压达到击穿电压时,电流才突然增大,若不加限制器件就会烧毁。
正常工作时,外加电压要小于反向击穿电压才能保证器件安全可靠地工作。
可控硅的重要特点是:只要控制极中通以几毫安至几十毫安的电流就可以触发器件导通,器件中就可以通过较大的电流。
三极管的工作原理
三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。
但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。
IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。
),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。
三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放大失真。
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,IB变大,IC也变大,IC 在集电极电阻RC的压降也越大,所以三极管集电极电压UC会降低,且UB越高,UC就越低,ΔUC=ΔUB。
仅供参考,请参考有关书籍。
可控硅也称作晶闸管,它是由PNPN四层半导体构成的元件,有三个电极,阳极A,阴极K和控制极G 。
可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不像继电器那样控制时有火花产生。
可控硅动作快、寿命长、可靠性好。
在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。
可控硅分为单向的和双向的,符号也不同。
单向可控硅有三个PN结,由最外层的P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的P极引出一个控制极。
单向可控硅有其独特的特性:当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态。
一旦导通,控制电压便失去了对它的控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压的极性如何,将一直处于导通状态。
要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。
双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列(电极引脚向下,面对有字符的一面时)。
加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时,就能改变其导通电流的大小。
与单向可控硅的区别是,双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时,其导通方向就随着极性的变化而改变,从而能够控制交流电负载。
而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通,所以可控硅有单双向之分。
电子制作中常用可控硅,单向的有MCR-100等,双向的有TLC336.
答案补充
你讲的所谓单极管就是二极管。
作用:二极管的主要特性是《单向导电性》,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
正因为二极管具有上述特性,无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。