可控硅基础知识

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可控硅基础知识

可控硅基础知识

可控硅实际上就是类似于二极管,但又点不同,就是可控硅是可以控制的,当可控硅加了正向电压,并收到触发脉冲时,才可以导通。下面给你我整理的资料:

第二章晶闸管特性介绍

晶闸管是实现整流回馈单元的核心器件,故用一章专门来陈述其特性。

硅晶体闸流管简称晶闸管,俗称可控硅。它是一种大功率的交流新器件,主要用于大功率的交流电能与直流电能之间的相互转换----将交流电转变为直流电,其输出的直流电具有可控性;将直流电转变为交流电,称为逆变。

2.1晶闸管的结构及符号

晶闸管主要有:普通型、双向型、可关断型。在晶闸管的整流技术中使用的主要是普通型。

普通型晶闸管的结构及符号如下图所示。晶闸管有三个极:阳极A、阴极K、门极G。图中A为阳极,利用它与散热器固定,达到良好散热的目的,另一端是阴极K,细引线为门极G。

2.2晶闸管的工作原理

(a)结构(b)工作原理

图2-2 晶闸管工作原理

不论哪种结构形式的晶闸管,管芯都是有四层(PNPN)半导体和三端(A、G、K)引线构成。因此它有三个PN结,由最外层的P层和N层分别引出阳极和阴极,中间P层引出门极,如上图(a)所示。

可以将三个PN结和4层半导体看成是由PNP型和NPN型两个三极管连接而成的,如上图(b)所示,则每个三极管的基极跟另一个三极管的集电极相连接,阳极A相当于V1管的发射极,阴极K相当于V2管的发射极,门极相当于V2管的基极。那么,普通型晶闸管不仅具有硅整流二极管所具有的正向导通,反向截止相似的特性,更重要的是它的正向导通是可以控制的,起这种控制作用的就是门极。

2.2.1 门极不加正向电压

当晶闸管加上正向电压UA(即阳极接电源正极,阴极接电源负极)时,因为UG=0,虽然V2管集电极上有正向电压,但V2管的基极没有注入电流,所以V2管不能够导通,所以V2管的集电极跟发射极没有电流,即IA=0,而V2管的集电极恰好是V1管的基极,因而V1管无法导通,所以整个晶闸管不能正向导通。当晶闸管加上反向电压的时候,此时V1、V2管的发射极均被加了反向电压,处于反向偏置状态,两个管均截止,晶闸管也处于关断状态。

经过上面的分析可以得出以下结论:晶闸管不仅具有反向阻断能力(跟硅整流二极管类似),而且具有正向阻断能力,也就是说,只要不加门极电压,不管晶闸管收到正向电压还是反向电压,晶闸管都将处于截止状态。

2.2.2 门极加正向电压

当晶闸管加正向电压时,V1、V2管的集电极都处于反向偏置状态。此时给门极加上正向电压,就相当于给V2管的发射极加正向偏置电压,那么V2管导通,同时产生了基极电流IB2,根据放大的关系,V2集电极的电流为β2IB2,而这个电流恰恰是V1管的基极电流IB1(=β2IB2),V管也因此正向导通,其集电极电流为IC1= β1IB1,这股电流又作为V2的基极电流注入V2管使电流进一步得到放大,这样,电流便在两个三极管间形成了强烈的正反馈,使得V1、V2管最终都进入饱和状态,此时,晶闸管便完全导通。

2.2.3晶闸管导通后的截止

晶闸管导通后,可以看到,V1、V2管的基极始终有电流流过,而此时,即便门极电压取消,晶闸管仍然处于导通状态,此时晶闸管已经失去控制作用,也就是说,门极电压的控制作用仅仅是在晶闸管未完全导通之前。

那么,晶闸管导通之后,如何使其关断呢?一是可以减小阳极电流,使其小到不能维持正反馈。二是给晶闸管加一个零电压或反向电压,使得V1、V2管都处于反向截止状态,此时即便存在门极电压,晶闸管也会关断。

综合上面的分析,可以得出以下结论:

(1)晶闸管具有跟硅整流二极管相似的特性,反向截止,正向导通,而且正向是可以控制的导通,可以通过门极电压来选择晶闸管导通的时刻。

(2)晶闸管完全导通后,门极便失去其控制作用。如果想让完全导通的晶闸管关断,必须做到两点:一是使阳极电流减小到无法维持正反馈的地步,二是给阳极加一个零电压或者反向电压。

2.3 晶闸管的触发电路

要想使晶闸管触发导通,必须给门极加一个正向的触发电压,等晶闸管完全导通后,此电压可有可无,因此可以在恰当的时刻给门极一个触发脉冲。

常用的触发电路是单结型晶体管电路,又叫双基极二极管,它有一个发射极,两个基极。制作过程就是在一块高阻率的N型硅基片上做两个接触电阻很小的极。

图2-3 单结晶体管的结构、符号及等效电路

单结晶体管的电压电流特性:在Vbb电压一定的时候,用发射极电流ie跟发射极与第一基极之间的电压Ueb1来表示。Ueb1=[Rb1/(Rb1+Rb2)]Vbb=ηVbb

η称为单结晶体管的分压系数,由管子的内部结构所决定,通常在0.3-0.9之间。

单结晶体管具有以下特点:

(1)当发射极电压等于Vp时,晶体管道通,当下降到Vv时,晶体管截止,一般截止电压为2V-5V。

(2)单结晶体管第一基极的电阻随发射极电流增大而减小,第二基极的电阻则与电流没多大关系。

2-4 单结晶体管电压电流特性

常用的单结晶体管触发简化电路(单结晶体管脉冲发生器):

双向可控硅及触发电路

双向可控硅及其触发电路 双向可控硅是一种功率半导体器件,也称双向晶闸管,在单片机控制系统中,可作为功率驱动器件,由于双向可控硅没有反向耐压问题,控制电路简单,因此特别适合做交流无触点开关使用。双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器,且连接在强电网络中,其触发电路的抗干扰问题很重要,通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰,交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。(过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通,由于采用过零触发,因此需要正弦交流电过零检测电路) 双向可控硅分为三象限、四象限可控硅,四象限可控硅其导通条件如下图: 总的来说导通的条件就是:G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通,这个电压可以是正、负,和T1、T2之间的电流方向也没有关系。因为双向可控硅可以双向导通,所以没有正极负极,但是有T1、T2之分 再看看BT134-600E的简介:(飞利浦公司的,双向四象限可控硅,最大电流4A)

推荐电路: 为了提高效率,使触发脉冲与交流电压同步,要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲,且触发脉冲电压应大于4V ,脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器,TPL521 - 2 为光电耦合器,起隔离作用。当正弦交流电压接近零时,光电耦合器的两个发光二极管截止,三极管T1基极的偏置电阻电位使之导通,产生负脉冲信号,T1的输出端接到单片机80C51 的外部中断0 的输入引脚,以引起中断。在中断服务子程序中使用定时器累计移相时间,然后发出双向可控硅的同步触发信号。过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。

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。 由于BG1和BG2所构成的正反馈作用,所以一旦可控硅导通后,即使控制极G的电流消失了,可控硅仍然能够维持导通状态,由于触发信号只起触发作用,没有关断功能,所以这种可控硅是不可关断的。 由于可控硅只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化,此条件见表1

Proteus的用法详解分解

Proteus 的用法详解 一、用Proteus的步骤: 1、建模板 点File→New Design,新建模板并选择模板大小。 点File→Save Design,保存模板。 点Design→Edit Design Properties,,编辑模板的标题和作者等。 点Template→Edit Design Defaults,编辑模板的背景颜色和栅格颜色。 点Template→Set Graphics Styles,编辑线的颜色、总线颜色等颜色。也可以编辑元件的颜色,如下图: 点Template→Set Text Styles,编辑文本的颜色,包括总线标号的颜色。 2、在库中选择所有要用的元器件。 3、画图。 4、点Tools→Global Annotator可以对整个或局部的元件自动编号 5、如何把当要把Proteus中的图复制到word中时,需要背景色和元件的颜色都是黑白色。 方法:点File→Export Graphics→Export Bitmap,在颜色选项中选中“D isplay”或“Mono”,然后点Filename 按钮,选择输出路径,然后点OK,输出BMP格式的图片。然后打开word,点插入→图片→来自文件,就可以了。 注:如果在颜色选项中选中“D isplay”,则输出的图片,只背景色和元件的颜色是黑白的,其他的颜色不变;如果在颜色选项中选中“Mono”,则输出的图片中,所有的颜色都是黑白的。

6、如何隐藏元件的内容,如下图: 方法:选择“Templa te→Set Design Defaults” 在弹出的“Edit Design Defaults”窗口中左下角的“Hidden Objects”栏下,将“Show hidden text?”右边的选择框里的钩去掉就OK啦!如下图: 7、仿真 注: 总线的用法: ①总线按钮后,开始画总线,画完总线后双击鼠标,就完成了画总线。

双向可控硅选型表要点

双向可控硅为什么称为“TRIAC”? 三端:TRIode(取前三个字母) 交流半导体开关:AC-semiconductor switch(取前两个字母) 以上两组名词组合成“TRIAC”,或“TRIACs”中文译意“三端双向可控硅开关”。 由此可见“TRIAC”是双向可控硅的统称。 另: 双向:Bi-directional(取第一个字母) 控制:Controlled (取第一个字母) 整流器:Rectifier (取第一个字母) 再由这三组英文名词的首个字母组合而成:“BCR”,中文译意:双向可控硅。 以“BCR”来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱,如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM 等等。 -------------- 双向:Bi-directional (取第一个字母) 三端:Triode (取第一个字母) 由以上两组单词组合成“BT”,也是对双向可控硅产品的型号命名,典型的生产商如:意法ST公司、荷兰飞利浦-Philips公司,均以此来命名双向可控硅. 代表型号如:PHILIPS 的BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、、等。这些都是四象限/非绝缘型/双向可控硅;Philips公司的产品型号前缀为“BTA”字头的,通常是指 三象限的双向可控硅。三象限的品种主要应用于电机电路、三相市电输入的电路、承受的瞬间浪涌电流高。 ------------------- 而意法ST公司,则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号,并且在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘。组成:“BTA”、“BTB”系列的双向可控硅型号,如: 四象限、绝缘型、双向可控硅:BTA06-600C、BTA08-600C、BTA10-600B、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600、、、等等; 四象限、非绝缘、双向可控硅:BTB06-600C、BTB08-600C、BTB10-600B、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600、、、等等; ST公司所有产品型号的后缀字母(型号最后一个字母)带“W”的,均为“三象限双向可控硅”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”; 代表型号如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW、、、、等等。 至于型号后缀字母的触发电流,各个厂家的代表含义如下: PHILIPS公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA,型号没有后缀字母之触发电流,通常为25-35mA; PHILIPS公司的触发电流代表字母没有统一的定义,以产品的封装不同而不同。 意法ST公司:TW=5mA,SW=10mA,CW=35mA,BW=50mA,C=25mA,B=50mA,H=15mA,T=15mA, 注意:以上触发电流均有一个上下起始误差范围,产品PDF文件中均有详细说明,一般分为最小值/典型值/最大值,而非“=”一个参数值。 对于产品类别、品种系列的名词国际上通用的命名有:

可控硅-晶闸管的几种典型应用电路

可控硅-晶闸管的几种典型应用电路 描述: SCR半波整流稳压电源。如图4电路,是一种输出电压为+12V的稳压电源。该电路的特点是变压器B将220V的电压变换为低压(16~20V),采用单向可控硅SCR半波整流。SCR的门极G从R1、D1和D2的回路中的C点取出约13.4V的电压作为SCR门阴间的偏置电压。电容器C1起滤波和储能作用。在输出CD端可获得约+12V的稳压。晶闸管,又称可控硅(单向SCR、双向BCR)是一种4层的(PNPN)三端器件。在电子技术和工业控制中,被派作整流和电子开关等用场。在这里,笔者介绍它们的基本特性和几种典型应用电路。 1.锁存器电路。图1是一种由继电器J、电源(+12V)、开关K1和微动开关K2组成的锁存器电路。当电源开关K1闭合时,因J回路中的开关K2和其触点J-1是断开的,继电器J不工作,其触点J-2也未闭合,所以电珠L不亮。一旦人工触动一下K2,J得电激活,对应的触点J-1、J-2闭合,L点亮。此时微动开关K2不再起作用(已自锁)。要使电珠L熄灭,只有断开电源开关K1使继电器释放,电珠L才会熄灭。所以该电路具有锁存器(J-1自锁)的功能。 图2电路是用单向可控硅SCR代替图1中的继电器J,仍可完成图1的锁存器功能,即开关K1闭合时,电路不工作,电珠L不亮。当触动一下微动开关K2时,SCR因电源电压通过R1对门极加电而被触发导通且自锁,L点亮,此时K2不再起作用,要使L熄灭,只有断开K1。由此可见,图2电路也具有锁存器的功能。图2与图1虽然都具有锁存器功能,但它们的工作条件仍有区别:(1)图1的锁存功能是利用继电器触点的闭合维持其J线圈和L的电流,但图2中,是利用SCR自身导通完成锁存功能。(2)图1的J与控制器件L完全处于隔离状态,但图2中的SCR与L不能隔离。所以在实际应用电路中,常把图1和图2电路混合使用,完成所需的锁存器功能。 2.单向可控硅SCR振荡器。图3电路是利用SCR的锁存性制作的低频振荡器电路。图中的扬声器LS(8Ω/0.5W)作为振荡器的负载。当电路接上电源时,由于电源通过R1对C1充电,初始时,C1电压很低,A、B端的电位器W的分压不能触发SCR,SCR不导通。当C1充得电压达到一定值时,A、B端电压升高,SCR被触发而导通。一旦SCR导通,电容器C1通过SCR和LS放电,结果A、B端的电压又下降,当A、B端电压下降到很低时,又使SCR截止,一旦SCR截止,电容器C1又通过R1充电,这种充放电过程反复进行形成电路的振荡,此时LS发出响声。电路中的W可用来调节SCR门极电压的大小,以达到控制振荡器的频率变化。按图中元件数据,C1取值为0.22~4μF,电路均可正常工作。 3.SCR半波整流稳压电源。如图4电路,是一种输出电压为+12V的稳压电源。该电路的特点是变压器B将220V的电压变换为低压(16~20V),采用单向可控硅SCR半波整流。SCR的门极G从R1、D1和D2的回路中的C点取出约13.4V的电压作为SCR门阴间的偏置电压。电容器C1起滤波和储能作用。在输出CD端可获得约+12V的稳压。电路工作时,当A点低压交流为正半周时,SCR导通对C1充电。当充电电压接近C点电压或交流输入负半周时,SCR截止,所以C1上充得电压(即输出端CD)不会高于C点的稳压值。只有储能电容C1输出端对负载放电,其电压低于C点电压时,在A点的正半周电压才会给C1即时补充充电,以维持输出电压的稳定。图4电路与电池配合已成功用于某设备作后备电源。该稳压电源,按图中参数其输出电流可达2~3A。

电工必备基础知识

电工必备基础知识 1、左零右火。 2、三相五线制用颜色黄、绿、红、淡蓝色分别表示U、V、W、N保护接地线双颜色(PE)。 3、变压器在运行中,变压器各相电流不应超过额定电流;最大不平衡电流不得超过额定电流的25%。变压器投入运行后应定期进行检修。 4、同一台变压器供电的系统中,不宜保护接地和保护接零混用。 5、电压互感器二次线圈的额定电压一般为100V。 6、电压互感器的二次侧在工作时不得短路。因短路时将产生很大的短路电流,有可能烧坏互感器,为此电压互感器的一次,二次侧都装设熔断器进行保护。 7、电压互感器的二次侧有一端必须接地。这是为了防止一,二次线圈绝缘击穿时,一次高压窜入二次侧,危及人身及设备的安全。 8、电流互感器在工作时二次侧接近于短路状况。二次线圈的额定电流一般为5A 9、电流互感器的二次侧在工作时决不允许开路, 10、电流互感器的二次侧有一端必须接地,防止其一、二次线圈绝缘击穿时,一次侧高压窜入二次侧。 11、电流互感器在联接时,要注意其一、二次线圈的极性,我国互感器采用减极性的标号法。 12、安装时一定要注意接线正确可靠,并且二次侧不允许接熔断器或开关。即使因为某种原因要拆除二次侧的仪表或其他装置时,也必须先将二次侧短路,然后再进行拆除。 13、低压开关是指1KV以下的隔离开关、断路器、熔断器等等 14、低压配电装置所控制的负荷,必须分路清楚,严禁一闸多控和混淆。 15、低压配电装置与自备发电机设备的联锁装置应动作可靠。严禁自备发电设备与电网私自并联运行。 16、低压配电装置前后左右操作维护的通道上应铺设绝缘垫,同时严禁在通道上堆放其他物品。 17、接设备时:先接设备,后接电源。 18、拆设备时:先拆电源,后拆设备。 19、接线路时:先接零线,后接火线。 20、拆线路时:先拆火线,后拆零线。 21、低压熔断器不能作为电动机的过负荷保护。 22、熔断器的额定电压必须大于等于配电线路的工作电压。 23、熔断器的额定电流必须大于等于熔体的额定电流。 24、熔断器的分断能力必须大于配电线路可能出现的最大短路电流。 25熔体额定电流的选用,必须满足线路正常工作电流和电动机的起动电流。 26、对电炉及照明等负载的短路保护,熔体的额定电流等于或稍大于负载的额定电流。 27、对于单台电动机,熔体额定电流≥(1.5-2.5)电机额定电流 28、熔体额定电流在配电系统中,上、下级应协调配合,以实现选择性保护目的。下一级应比上一级小。 29、瓷插式熔断器应垂直安装,必须采用合格的熔丝,不得以其他的铜丝等代替熔丝。 30、螺旋式熔断器的电源进线应接在底座的中心接线端子上,接负载的出线应接在螺纹壳的接线端子上。 31、更换熔体时,必须先将用电设备断开,以防止引起电弧。 32熔断器应装在各相线上。在二相三线或三相四线回路的中性线上严禁装熔断器。 33、熔断器主要用作短路保护。

单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法

单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法 可控硅的检测 1.单向可控硅的检测 万用表选用电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚,此时黑笔接的引脚为控制极G,红笔接的引脚为阴极K,另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极K。此时万用表指针应不动。用短接线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万用表指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。如阳极A接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏

。 2.双向可控硅的检测 用万用表电阻R×1档,用红黑两表笔分别测任意两引脚正反向电阻,结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时,该组红黑表笔所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G,另一空脚即为第二阳极A2。确定A、G极后,再仔细测量A1、G极间正反向电阻,读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1,红表笔所接引脚为控制极G。将黑表笔接已确定了的第二阳极A2,红表笔接第一阳极A1,此时万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接,给G极加上正向触发电压,A2、A1间阻值约为10欧姆左右。随后断开A2、G极短接线,万用表读数应保持10欧姆左右。互换红黑表笔接线,红表笔接第二阳极A2,黑表笔接第一阳极A1。同样万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接,给G极加上负向的触发电

压,A1、A2间阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持10欧姆左右。符合以上规律,说明被测双向可控硅管未损坏且三个引脚极性判断正确。 检测较大功率可控硅管是地,需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池,以提高触发电压。双向可控硅(TRIAC)在控制交流电源控制领域的运用非常广泛,如我们的日光灯调光电路、交流电机转速控制电路等都主要是利用双向可控硅可以双向触发导通的特点来控制交流供电电源的导通相位角,从而达到控制供电电流的大小[1]。然而对其工作原理和结构的描述,以我们可以查悉的资料都只是很浅显地提及,大部分都是对它的外围电路的应用和工作方式、参数的选择等等做了比较多的描述,更进一步的--哪怕是内部方框电路--内容也很难找到。 由于可控硅所有的电子部件是集成在同一硅源之上,我们根本是不可能通过采用类似机械的拆卸手段来观察其内部结构。为了深入了解和运用可控硅,依据现有可查资料所给P 型和N型半导体的分布图,采用分离元器件--三极管、电阻和电容--来设计一款电路,使该电路在PN的连接、分布和履行的功能上完全与双向可控硅类似,从而通过该电路来达到深入解析可控硅和设计实际运用电路的目的。 1 双向可控硅工作原理与特点 从理论上来讲,双向可控硅可以说是有两个反向并列的单向可控硅组成,理解单向可控硅的工作原理是理解双向可控硅工作原理的基础[2-5]。 1.1单向可控硅 单向可控硅也叫晶闸管,其组成结构图如图1-a所示,可以分割成四个硅区P、N、P、N和A、K、G三个接线极。把图一按图1-b 所示切成两半,就很容易理解成如图1-c所示由一个PNP三极管和一个NPN三极管为主组成一个单向可控硅管。

晶闸管的结构以及工作基本知识

一、晶闸管的基本结构 晶闸管(SemiconductorControlled Rectifier 简称SCR )是一种四层结构(PNPN )的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。它有三个引出电极,即阳极(A )、阴极(K )和门极(G )。其符号表示法和器件剖面图如图1所示。 图1 符号表示法和器件剖面图 普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散P 型杂质(铝或硼),形成211P N P 结构,然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质(磷或锑)形成阴极,同时在2P 上引出门极,在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。

图2、晶闸管载流子分布 二、晶闸管的伏安特性 晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的。通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系,如图3所示。

图3 晶闸管的伏安特性曲线 当晶闸管AK V 加正向电压时,1J 和3J 正偏,2J 反偏,外加电压几乎全部降落在2J 结上,2J 结起到阻断电流的作用。随着AK V 的增大,只要BO AK V V <,通过阳极电流A I 都很小,因而称此区域为正向阻断状态。当AK V 增大超过BO V 以后,阳极电流突然增大,特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ,器件压降为1V 左右,特性曲线CD 段对应的状态称为导通状态。通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。晶闸管导通后能自身维持同态,从通态转换到断态,通常是不用门极信号而是由外部电路控制,即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下,器件才能被关断。 当晶闸管处于断态(BO AK V V <)时,如果使得门极相对于阴极为正,给门极通以电流G I ,那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数,G I 越大,BO V 越小。如图3所示,晶闸管一旦导通后,即使去除门极信号,器件仍然然导通。 当晶闸管的阳极相对于阴极为负,只要RO AK V V <,A I 很小,且与G I 基本无关。但反向电压很大时(RO AK V V ≈),通过晶闸管的反向漏电流急剧增大,表现出晶闸管击穿,因此称RO V 为反向转折电压和转折电流。 三、晶闸管的静态特性 晶闸管共有3个PN 结,特性曲线可划分为(0~1)阻断区、(1~2)转折区、(2~3)负阻区及(3~4)导通区。如图5所示。

双向可控硅命名方式

双向可控硅命名方式,晶闸管,整流器 双向可控硅是怎样命名的? 双向可控硅为什么称为“TRIAC”? 三端:TRIode(取前三个字母) 交流半导体开关:ACsemiconductor switch (取前两个字母) 以上两组名词组合成“TRIAC” 中文译意“三端双向可控硅开关”。 由此可见“TRIAC”是双向可控硅的统称。 另: 双向:Bi-directional(取第一个字母) 控制:Controlled (取第一个字母) 整流器:Rectifier (取第一个字母) 再由这三组英文名词的首个字母组合而成:“BCR”,中文译意:双向 可控硅。 以“BCR”来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱 如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM等等。 -------------- 双向:Bi-directional (取第一个字母) 三端:Triode (取第一个字母) 由以上两组单词组合成“BT”,也是对双向可控硅产品的型号命名,典型的生产商如:意法ST公司、荷兰飞利浦-Philips公司,均以此来命名双向可控硅。代表型号如:PHILIPS 的 BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139- 600E、、等。 这些都是四象限/非绝缘型/双向可控硅;

Philips公司的产品型号前缀为“BTA”字头的,通常是指三象限的双向 可控硅。 三象限的品种主要应用于电机电路、三相市电输入的电路、承受的瞬 间浪涌电流高。 ------------------- 而意法ST公司,则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号,并且在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘。 组成:“BTA”、“BTB”系列的双向可控硅型号,如: 四象限、绝缘型、双向可控硅:BTA06-600C、BTA08-600C、BTA10-600B、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600、、、等等; 四象限、非绝缘、双向可控硅:BTB06-600C、BTB08-600C、BTB10-600B、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600、、、等等; ST公司所有产品型号的后缀字母(型号最后一个字母)带“W”的,均为“三象限双向可控硅”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”; 代表型号如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW、、、、 等等。 至于型号后缀字母的触发电流,各个厂家的代表含义如下:PHILIPS公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA,型号没有后缀字母之触发电流,通常为25-35mA;PHILIPS公司的触发电流代表字母没有统一的定义,以产品的封装不 同而不同。 意法 ST公司:TW=5mA,SW=10mA,CW=35mA,BW=50mA,C=25mA,B=50mA,H=15mA,T=15mA, 注意:以上触发电流均有一个上下起始误差范围,产品PDF文件中均有详细说明,一般分为最小值/典型值/最大值,而非“=”一个参数值。

三象限双向可控硅原理

Philips Semiconductors

Application Note 三象限双向可控硅 - 给初始产品生产厂带来利益 AN10119 Author Nick Ham Number of pages : 6 Date: 2002 Jan 11 ? 2002 Koninklijke Philips Electronics N.V. All rights are reserved. Reproduction in whole or in part is prohibited without the prior written consent of the copyright owner. The information presented in this document does not form part of any quotation or contract, is believed to be accurate and reliable and may be changed without notice. No liability will be accepted by the publisher for any consequence of its use. Publication thereof does not convey nor imply any license under patent- or other industrial or intellectual property rights.

在日常生活中我们已习惯于使用各种电器和电动工具。我们期待这些电器能可靠运行,使我们的生活更方便,或者更舒适。至于是什么使得这些电器能可靠工作,并且使用方便呢,正是电器的电子功率控制装置。作为很多现代电器的核心,精选的控制器件是简单、可靠,但价格不高的双向可控硅。对于带有电动机或其它电感性、电容性负载的电器,采用三象限(3Q)双向可控硅给生产厂和最终用户都带来好处,因为能节约成本,并改善性能。本文的内容就是说明,三象限(3Q)双向可控硅为什么优于传统的四象限(4Q)双向可控硅。 触发象限说明 一个3Q 双向可控硅(亦可称之为Hi-Com 双向可控硅)能在三种方式下触发,而4Q 双向可控硅则能在四种方式下触发。其原理及命名说 明如下。 触发象限有时写作,例如,(T2+,G -),有时用象限1至4表示。后面这种表示法容易和特性曲线的象限相混淆。表1中汇总了各种命名法。 表1: 双向可控硅触发象限 — 通用命名法 普通写法T2+,G + T2+,G- T2-,G-T2-,G + 简化写法1+ 1- 3- 3+ 通用写法 1 Ⅰ 2 Ⅱ 3 Ⅲ 4 Ⅳ 为什么采用三象限双向可控硅? 为了防止假脉冲触发双向可控硅,造成失控导通,引起电机运行不稳定,噪声增大,4Q 双向可控硅的电路中总是包括外加的保护元件。典型电路中,RC 缓冲电路并联在双向可控硅的主端子之间,用来限止电压变化率(dV/dt),有些情况下还需要大容量的电感,以限制切换时的电流变化率(dI com /dt)。这些元件增加电路的成本和尺寸。 甚至,还可能降低长期可靠性。选择不佳的缓冲元件能导致破坏性的峰值电流和电流上升率。假如双向可控硅阻断高电压时被触发,或者缓冲电容通过双向可控硅放电过快,这时就可能发生前述问题。 缓冲电路由串联的电容和碳质电阻构成,两元件都按电源电压选用。元件的典型数值是0.1μF 及≧100Ω。所用碳质电阻应能承受反复的浪涌电流而不烧毁。缓冲电路元件的选择是为了限制dV COM /dt 或dV D /dt 在一定水平下,确保不触发双向可控硅。在这

3.4可控硅应用电路

可控硅应用电路 教学目的:1、掌握可控硅整流电路的工作原理。 2、了解音乐彩灯控制器的工作原理。 3、了解安全感应开关电路的工作原理。 教学重点:可控硅整流电路的工作原理。 教学难点:安全感应开关电路的工作原理。 教学方法与手段:1、教师讲授与多媒体课件相结合;实习实训相结合。 1、双向可控硅的触发特性和工作过程: 双向可控硅的电路符号是VS ,有三个电极阳极A1、A2、控制极G ; 如图9.13所示 图 9.13 双向可控硅电路符号 (2)触发条件:当A1—A2间加有电压(不论极性),A1—G 间加足够大的触发电压和电流时(不论极性),可控硅双向导通; (3) 可控硅导通后,去掉A1—G 间的触发电压,可控硅仍一直保持导通; (4)当A1—A2间的电压消失, 可控硅退出导通,A1—A2间呈高阻截止状态。 2、用多用电表检测双向可控 A1 A2 G

如图9.14为双向可控硅的管脚电极。 (1)检测控制极G与主电极A1、A2之间的电阻: 将多用电表置“R×1Ω”挡,测G与A1之间的 正、反向电阻均应为较小阻值;图 9.14 双向可控硅正面引脚图 测G与A2之间的正、反向电阻,均应为无穷大。 (2)检测导通特性: 将多用电表黑表笔接A1,红表笔接A2,阻值应为无穷大,用螺丝刀将G与A2短接一下,表针应向右偏转并保持在十几欧姆处,否则说明可控硅已损坏。 如TLC386A双向可控硅,其耐压为700V,额定导通电流为3A。 3、应用 (2)用可控硅设计、安装可调光台灯试验 电路如图9.15所示 (1)元器件的选择与作用: 双向可控硅VS选用TLC386A, 双向二极管VD选用 VD 极性)高于VD (2)工作原理: 交流电经灯泡、W、R对A2 VS A1

初学者电子基础知识

初学者电子基础知识!(转载) 江华冯收录于2010-07-30 阅读数:查看收藏数:120 公众公开 原文来源 初学电子知识,请先把“电”当做“水”,“电路”就等于“水路”;接着了解一些常用名词术语,对照实物认识几种常用的电子元件及其功能;最后动手做一些实验. 任何电子产品都是电子元件组成的,学习电子技术就要先学电子元件. 电子元件的组合就成了电子电路,这也是基础知识.有了电子元件、电子电路的知识,电子工具也会用了,你就应该多动手进行产品实战了. 学电子最能尽快受益的莫过于自装音响和功放了.欣赏音乐本身是一种美的享受,可是能用自己的成果来享受则更是达到一种新的境界. 懂电子的朋友学电脑比不懂电子朋友学电脑要快要容易.懂电子的朋友用电脑是由电脑内部学到外部,不懂电子的朋友则是从电脑外部学到电脑内部. 什么是“场”?运动场常指大家可以做运动的一个范围,电场是指电产生作用力的一个范围,磁场是指磁产生作用力的一个范围,其它类同. 导体,电比较容易通过的物体.绝缘体,电比较难通过的物体.导体和绝缘体并没有明显的介限,导体和绝缘体是导电能力相差很多很多倍的两个物体相对而言的. 有很多物体,它们在常见的不同的物理情况(温度、电场、磁场、光照、掺杂等等)下呈现出不同的导电状态.我们称这类物体为半导体. 有了导体、绝缘体和半导体,就可以生产出各种各样的电子元件,我们就可以方便简单的检测和利用电能了. 开关实际上是一个短路器和开路器,是一个电阻在零欧姆和无穷大两个阻值上变换的元件,这跟自来水开关的效果和原理是一样的. 任何时候,只要有电流流过,就必定有一个闭合的通路.这个通路就是电流回路.不考虑电源内部的情况下,电流一定是从正极流向负极. 电源相当于一个特殊的电子元件,有闭合的通路才能产生电流.没有导体以及其它电子元件连接成闭合的通路就不会产生电流. 没有回路就一定没有电流,有电流就一定有回路.(交流电流并不需要物理上的通路,真空、空气也能形成电流回路.) 两个不同的水位线存在一个水差,就是水压.水压之间有一根水管的话,水就会流动,水流动就会受到阻力.水管越细,阻力越大,水流越小;水压越高,水流越大.电压是指两个物体之间的电势差,就是电压.如果电压之间有一个导电通路的话,这个通路里面就会产生电流.电阻越大,电流越小;电压越高,电流越大. 水压、水流、水阻.水流动的方向是从高处流向低处(不算抽水机在内);对应电的比喻:电压、电流、电阻.电流动的方向是从正极流向负极(不算电源在内). 两个水位之间的水位差等于水压;两个电极之间的电势差等于电压.高水位相当于正电极,低水位相当于负电极.

阻容降压原理设计详解

阻容降压原理设计详解 一、概述 普通的线性直流稳压电源电路效率比较低,电源的变压器体积大,重量重,成本较高。 开关电源电路结构较复杂,成本高,电源纹波大,RFI和EMI干扰是难以解决的。 下文介绍的是一种新颖的电容降压型直流稳压电源电路。 这种电路无电源变压器,结构非常简单,具体有:体积小、重量轻、成本低廉、动态响应快、稳定可靠、高效(可达90%以上)等特点。 二、电容降压原理 当一个正弦交流电源U(如220V AC 50HZ)施加在电容电路上时,电容器两极板上的电荷,极板间的电场都是时间的函数。也就是说:电容器上电压电流的有效值和幅值同样遵循欧姆定律。 即加在电容上的电压幅值一定,频率一定时,就会流过一个稳定的正弦交流电流ic。容抗越小(电容值越大),流过电容器的电流越大,在电容器上串联一个合适的负载,就能得到一个降低的电压源,可经过整流,滤波,稳压输出。 电容在电路中只是吞吐能量,而不消耗能量,所以电容降压型电路的效率很高。 三、原理方框图 电路由降压电容,限流,整流滤波和稳压分流等电路组成。 1.降压电容:相当于普通稳压电路中的降压变压器,直接接入交流电源回路中,几乎承受全部的交流电源U,应选用无极性的金属膜电容(METALLIZED POLYESTER FILM CAPACITOR)。 2.限流电路:在合上电源的瞬间,有可能是U的正或负半周的峰_峰值,此时瞬间电流会很大,因此在回路中需串联一个限流电阻,以保证电路的安全。 3.整流滤波:有半波整流和全波整流,与普通的直流稳压电源电路的设计要求相同。 4.稳压分流:电压降压回路中,电流有效值I是稳定的,不受负载电流大小变化的影响,因此在稳压电路中,要有分流回路,以响应负载电流的大小变化。 四、设计势实例 1.桥式全波整流稳压电路:

十二篇可控硅交流调压电路解析

第一篇: 可控硅是一种新型的半导体器件,它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点,目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器,这可用作家用电器的调压装置,进行照明灯调光,电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W,一般家用电器都能使用。 1:电路原理:电路图如下 可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成,其电路原里图如下图所示。从图中可知,二极管D1—D4组成桥式整流电路,双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后,220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流,在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压,该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时,整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时,T1管由截止变为导通,于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电,结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极,使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低,一般小于1V,所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时,可控硅自关断。当交流电在负半周时,电容C又从新充电……如此周而复始,便可调整负载RL上的功率了。 2:元器件选择 调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器,这种电位器可以直接焊在电路板上,电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外,其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件,如国产3CT系例。 第二篇: 本例介绍的温度控制器,具有SB260取材方便、性能可靠等特点,可用于种子催芽、食用菌培养、幼畜饲养及禽蛋卵化等方面的温度控制,也可用于控制电热毯、小功率电暖器等家用电器。

晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用

上海交通职业技术学院 学生毕业论文 毕业论文题目晶闸管的基础知识和在可控整流技术方 面的应用 专业港口物流设备与自动控制 学号0910032 姓名 指导老师

目录 目录 (1) 摘要 (2) 1 绪论 (3) 1.1 课题背景及发展方向 (3) 1.2 本文主要工作 (3) 2 晶闸管元件 (4) 2.1晶闸管元件简介 (4) 2.1.1.单向晶闸管的工作原理和主要参数 (4) 2.1.2 双向晶闸管的工作原理和主要参数 (7) 3.晶闸管的应用 (10) 3.1 单相半波可控整流电路 (11) 3.1.1电阻性负载 (11) 3.1.2电感性负载及续流二极管 (13) 3.1.3反电动势负载 (17) 结束语 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)

晶闸管的基础知识和在可控整流技术 方面的应用 李坤清 摘要:晶闸管是晶体闸流管的简称,俗称可控硅整流器(SCR ,Silicon Controlled Rectifier),简称可控硅,其规范术语是反向阻断三端晶闸管。晶闸管是一种既具有开关作用,又具有整流作用的大功率半导体器件,应用于可控整流变频、逆变及无触点开关等多种电路。对它只要提供一个弱点触发信号,就能控制强电输出。所以说它是半导体器件从弱电领域进入强电领域的桥梁。目前为止,晶闸管是电子工业中应用最广泛的半导体器件,尽管有各种不同的新型半导体材料不断出现,但半导体材料中98%仍是硅材料,硅材料仍是集成电路产业的基础,其中晶闸管具有体积小、重量轻、功率高、寿命长等优点而得到广泛应用。晶闸管的作用主要有以下几种,1.变流整流,2.调压,3. 变频,4.开关(无触点开关)。普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果把二极管换成晶闸管,就可以构成可控整流电路、逆变、电机调速、电机励磁、无触点开关及自动控制等方面。在电工技术中,常把交流电的半个周期定为180°,称为电角度。这样,在U2的每个正半周,从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α;在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。很明显,α和θ都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。通过改变控制角α或导通角θ,改变负载上脉冲直流电压的平均值UL,实现了可控整流。晶闸管的功用不仅是整流,它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路,实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电,等等。本文主要论述晶闸管的基本原理、主要参数以及在可控整流技术方面的应用。 关键词:晶闸管可控硅半导体可控整流技术

Protel常用封装库大全

元件库各子元件库的类型名称 1、系列数字电路逻辑集成块 2、七段数码管 3、三极管 4、缓冲器 5、放大器 6、 CMOS系列数字电路逻辑集成块 7、比较器 8、晶振 9、二极管 10、三极管 11、场效应管 12、数学函数 13、场效应管 14、混杂库 15、场效应管 16、放大器 17、光电系列 18、电压调整器 19、继电器 20、可控硅 21、各种模拟电路符号 22、可控开关源 23、定时器 24、变压器 25、传导线 26、双向可控硅

27、电子管 28、三极管 常用元件封装 1、电阻:~ 2、无极性电容:~ 3、有极性电容:.4~.5/ 4、二极管: 5、三极管:TO-92A TO-92B TO-220 .... 6、插件:SIP2..... 7、电位器:VR1~5 8、双列直插集成块:DIP4、DIP6、DIP8.... 9、电源:POWER4 POWER6 常用PCB库文件 1、\LIBRAYLY\PCB\CONNECTORS目录下的元件数据库所含的元件库中含有绝大部分的接插件的PCB封装。 A、D TYPE 含有并口、串口类接口元件的封装。 B、含有各种插头元件的封装。 2、\LIBRAYLY\PCB\GENERIC FOOTPRINTS目录下的元件数据库所含的元件库中含有绝大部分的普通元件的PCB封装。 A、GENERAL 含有CFP系列、DIP系列、JEDECA系列、LCC系列、DFP 系列、ILEAD 系列、SOCKET系列、PLCC系列、和表面贴装电阻、电容等元件的封装。 B、INTERNATIONAL 含有IR公司的整流桥、二极管等常用元件的封装。

可控硅资料及工作原理和测试方法

可控硅資料/及工作原理和測試方法BTA06-400BW 6A 400V 50mA TO-220AB BTA06-400C 6A 400V 25mA TO-220AB BTA06-400CW 6A 400V 35mA TO-220AB BTA06-400TW 6A 400V 5mA TO-220AB BTA06-400E 6A 400V 5~10mA TO-220AB BTA06-400D 6A 400V 1~5mA TO-220AB BTA06-400SAP 6A 400V 5~10mA TO-220 BTA06-600B 6A 600V 35~50mA TO-220AB BTA06-600BW 6A 600V 50mA TO-220AB BTA06-600C 6A 600V 25mA TO-220AB BTA06-600CW 6A 600V 35mA TO-220A BTA06-600SW 6A 600V 10mA TO-220AB BTA06-600TW 6A 600V 5mA TO-220AB BTA06-600E 6A 600V 5~10mA TO-220AB BTA06-600D 6A 600V 1~5mA TO-220AB BTA06-600SAP 6A 600V 5~10mA TO-220AB BTA06-700B 6A 700V 35~50mA TO-220AB BTA06-700BW 6A 700V 50mA TO-220AB

BTA06-700C 6A 700V 25mA TO-220AB BTA06-700CW 6A 700V 35mA TO-220AB BTA06-700SW 6A 700V 10mA TO-220AB BTA06-700TW 6A 700V 5mA TO-220AB BTA06-700E 6A 700V 5~10mA TO-220AB BTA06-700D 6A 700V 1~5mA TO-220AB BTA06-700SAP 6A 700V 5~10mA TO-220AB BTA06-800B 6A 800V 35~50mA TO-220AB BTA06-800BW 6A 800V 50mA TO-220AB BTA06-800C 6A 800V 25mA TO-220AB BTA06-800CW 6A 800V 35mA TO-220AB BTA06-800SW 6A 800V 10mA TO-220AB BTA06-800TW 6A 800V 5mA TO-220AB BTA06-800E 6A 800V 5~10mA TO-220AB BTA06-800D 6A 800V 1~5mA TO-220AB BTA06-800SAP 6A 800V 5~10mA TO-220AB BTB06-400B 6A 400V 35~50mA TO-220A BTB06-400BW 6A 400V 50mA TO-220AB BTB06-400C 6A 400V 25mA TO-220AB

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