【德国西门康可控硅】可控硅工作原理

时间：2021-09-13

可控硅工作原理

结构原件

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，其等效图解如右图所示。双向可控硅：双向可控硅是一种硅可控整流器件，也称作双向晶闸管。这种器件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，具有无火花、动作快、寿命长、可靠性高以及简化电路结构等优点。从外表上看，双向可控硅和普通可控硅很相似，也有三个电极。但是，它除了其中一个电极G仍叫做控制较外，另外两个电极通常却不再叫做阳极和阴极，而统称为主电极Tl和T2。它的符号也和普通可控硅不同，是把两个可控硅反接在一起画成的，如图2所示。它的型号，在我国一般用“3CTS”或“KS”表示；国外的资料也有用“TRIAC”来表示的。双向可控硅的规格、型号、外形以及电极引脚排列依生产厂家不同而有所不同，但其电极引脚多数是按T1、T2、G的顾序从左至右排列(观察时，电极引脚向下，面对标有字符的一面)。市场上较常见的几种塑封外形结构双向可控硅的外形及电极引脚排列

晶闸管特性

为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板（图3）。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制较G通过按钮开关SB接在1.5V直流电源的正极（这里使用的是KP1型晶闸管，若采用KP5型，应接在3V直流电源的正极）。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制较所加的都是正向电压。合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制较输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢?

这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制较G与阴极K之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。

晶闸管特点

“一触即发”。但是，如果阳极或控制较外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控制较的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源（图3中的开关S）或使阳极电流小于维持导通的较小值（称为维持电流）。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。

应用类型

双向可控硅的特性曲线。

由图可见，双向可控硅的特性曲线是由一、三两个象限内的曲线组合成的。**象限的曲线说明当加到主电极上的电压使Tc对T1的极性为正时，我们称为正向电压，并用符号U21表示。当这个电压逐渐增加到等于转折电压UBO时，图3(b)左边的可控硅就触发导通，这时的通态电流为I21，方向是从T2流向Tl。从图中可以看到，触发电流越大，转折电压就越低，这种情形和普通可控硅的触发导通规律是一致的，当加到主电极上的电压使Tl对T2的极性为正时，叫做反向电压，并用符号U12表示。当这个电压达到转折电压值时，图3（b)右边的可控硅便触发导通，这时的电流为I12，其方向是从T1到T2。这时双向可控硅的特性曲线，

由于在双向可控硅的主电极上，无论加以正向电压或是反向电压，也不管触发信号是正向还是反向，它都能被触发导通，因此它有以下四种触发方式：(1)当主电极T2对Tl所加的电压为正向电压，控制较G对**电极Tl所加的也是正向触发信号（图5a）。双向可控硅触发导通后，电流I2l的方向从T2流向T1。由特性曲线可知，这时双向可控硅触发导通规律是按*二象限的特性进行的，又因为触发信号是正向的，所以把这种触发叫做“**象限的正向触发”或称为I+触发方式。(2)如果主电极T2仍加正向电压，而把触发信号改为反向信号(图5b)，这时双向可控硅触发导通后，通态电流的方向仍然是从T2到T1。我们把这种触发叫做“**象限的负触发”或称为I-触发方式。(3)两个主电极加上反向电压U12(图5c)，输入正向触发信号，双向可控硅导通后，通态电流从T1流向T2。双向可控硅按*三象限特性曲线工作，因此把这种触发叫做Ⅲ+触发方式。 (4)两个主电极仍然加反向电压U12，输入的是反向触发信号(图5d)，双向可控硅导通后，通态电流仍从T1流向T2。这种触发就叫做Ⅲ-触发方式。双向可控硅虽然有以上四种触发方式，但由于负信号触发所需要的触发电压和电流都比较小。工作比较可靠，因此在实际使用时，负触发方式应用较多。

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