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可控硅與晶閘管有區別嗎?
來源:21ic電子網 日期:2018-10-11
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可控硅與晶閘管有區別嗎?
可控硅與晶閘管有區別嗎?本文將從可控硅與晶閘管的工作原理及結構原件材料進行比較,而后進行區別,在簡單介紹一下其在電路中的作用。
可控硅
可控硅(Silicon Controlled Recfier) 簡稱SCR,是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中,可作為大功率驅動器件,實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統中得到了較多的應用。
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,簡稱TRIAC。雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接,這種可控硅具有雙向導通功能。其通斷狀態由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負脈沖)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優點是控制電路簡單,沒有反向耐壓問題,因此特別適合做交流無觸點開關使用。
工作原理
結構原件
可控硅是P1N1P2N2四層三端結構元件,共有三個PN結,分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個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,也稱作雙向晶閘管。這種器件在電路中能夠實現交流電的無觸點控制,以小電流控制大電流,具有無火花、動作快、壽命長、可靠性高以及簡化電路結構等優點。從外表上看,雙向可控硅和普通可控硅很相似,也有三個電極。
但是,它除了其中一個電極G仍叫做控制極外,另外兩個電極通常卻不再叫做陽極和陰極,而統稱為主電極Tl和T2。它的符號也和普通可控硅不同,是把兩個可控硅反接在一起畫成的,如圖2所示。它的型號,在我國一般用“3CTS”或“KS”表示;國外的資料也有用“TRIAC”來表示的。雙向可控硅的規格、型號、外形以及電極引腳排列依生產廠家不同而有所不同,但其電極引腳多數是按T1、T2、G的顧序從左至右排列(觀察時,電極引腳向下,面對標有字符的一面)。
晶閘管
晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱,又被稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅;1957年美國通用電氣公司開發出世界上第一款晶閘管產品,并于1958年將其商業化;晶閘管是PNPN四層半導體結構,它有三個極:陽極,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,且其工作過程可以控制、被應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。
工作原理
晶閘管在工作過程中,它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門極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. 晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態。
2. 晶閘管承受正向陽極電壓時,僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導通。這時晶閘管處于正向導通狀態,這就是晶閘管的閘流特性,即可控特性。
3. 晶閘管在導通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,晶閘管保持導通,即晶閘管導通后,門極失去作用。門極只起觸發作用。
4. 晶閘管在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關斷。
可控硅與晶閘管的區別
晶閘管(THYRISTOR)又名可控硅,屬于功率器件領域,是一種功率半導體開關元件,可控硅是其簡稱,按其工作特性,可控硅可分為單向可控硅(SCR)、雙向可控硅(TRIAC)。可控硅也稱作晶閘管,它是由PNPN四層半導體構成的元件,有三個電極、陽極A、陰極K和控制極G。可控硅在電路中能夠實現交流電的無觸點控制,以小電流控制大電流,并且不象繼電器那樣控制時有火花產生,而且動作快、壽命長、可靠性好。在調速、調光、調壓、調溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。可控硅分為單向的和雙向的,符號也不同。
單向可控硅有三個PN結,由外層的P極和N極引出兩個電極,分別稱為陽極和陰極,由中間的P極引出一個控制極。單向可控硅有其獨特的特性:當陽極接反向電壓,或者陽極接正向電壓但控制極不加電壓時,它都不導通,而陽極和控制極同時接正向電壓時,它就會變成導通狀態。一旦導通,控制電壓便失去了對它的控制作用,不論有沒有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處于導通狀態。要想關斷,只有把陽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是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對有字符的一面時)。加在控制極G上的觸發脈沖的大小或時間改變時,就能改變其導通電流的大小。與單向可控硅的區別是,雙向可控硅G極上觸發脈沖的極性改變時,其導通方向就隨著極性的變化而改變,從而能夠控制交流電負載。而單向可控硅經觸發后只能從陽極向陰極單方向導通,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;按觸發電流來分:分為微觸型、高靈敏度型、標準觸發型;按電壓分:常規電壓品種、高壓品種。可控硅產品由于它在電路應用中的效率高、控制特性好、壽命長、體積小、功能強等優點,自上個世紀六十長代以來,獲得了迅猛發展,并已形成了一門獨立的學科。“晶閘管交流技術”。可控硅發展到現在,在工藝上已經非常成熟,品質更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發展。
可控硅在應用電路中的作用體現在: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,實現交流→可變直流之轉變;無觸點功率靜態開關(固態開關):
作為功率開關元件,可控硅可以代替接觸器、繼電器用于開關頻率很高的場合。因此可控硅元件被應用于各種電子設備和電子產品的電路中,多作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等用途。家用電器中的調光燈、調速風扇、冷暖空調器、熱水器、電視、冰箱、洗衣機、照相機、音響組合、聲控電路、定時控制器、感應燈、圣誕燈控制器、自動門電路、以及玩具裝置、電動工具產品、無線電遙控電路、攝像機等工業控制領域等都大量使用了可控硅器件。在這些應用電路中,可控硅元件多用來作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等。
原標題:深度剖析可控硅與晶閘管的區別
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