三极管与可控硅
双向可控硅导通条件

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。
双向可控硅的原理,二三极管原理

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))。
可控硅工作原理及参数详解

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。
可控硅的使用方法大全

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)

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。
场效应管,三极管,可控硅-

2、判定栅极
用万用表黑表笔碰触管子的一个电极,红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小,说明均是正向电阻,该管属于N沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极。
制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的,可以互换使用,并不影响电路的正常工作,所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。
3. 双向可控硅的检测。
用万用表电阻R*1Ω挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻,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A1、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。将黑表笔接已确定的第二阳极A2,红表笔接第一阳极A1,此时万用表指针不应发生偏转,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10欧姆左右。随后断开A2、G间短接线,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极加上负的触发电压,A1、A2间的阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持在10欧姆左右。符合以上规律,说明被测双向可控硅未损坏且三个引脚极性判断正确。
二、 PN结,定管型
找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。
可控硅工作原理及参数详解

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。
当 G、K 两极没有加正向电压时,A、K 之间相当于是断开的,灯泡不亮
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Author: Jackie Long
当 G、K 加上正向电压后,A、K 之间相当于短路,所以 VAK 电压全部加在电灯泡上使其 发光。
此时 VAK 电压全部施加到 A、K 两极之间,这个允许施加的最大电压 VAK 即断态重复峰值 电压 VDRM(Peak Repetitive Off‐State Voltage),相应的有断态重复峰值电流 IDRM(Peak Repetitive Off‐State Current)
如下图所示,电压 VGK 施加到 G、K 两极后,Q2 的发射结因正向偏置而使其导通,从而 产生了基极电流 IB2,此时 Q2 尚处于截止状态,可控硅阳极电流 IA 为 0,Q1 的基极电流 IB1 也为 0,电阻 R2 上也没有压降,因此 Q2 的集电极‐发射电压 VCE2 为 VAK,这个电压值通常远 大于 VBE2,即使是在测试数据手册中的参数时,VAK 也至少有 6V,实际应用时 VAK 会有几百 伏,因此,三极管 Q2 的发射结正偏、集电结反偏,开始处于放大状态。
常用三极管资料

= 4 V , g m ≥ 2 , 300 MHz
< 1.2 mA, 100mW, U p = 4 V , g m ≥ 3 , 90 MHz
< 0.35 ~ 1.2 mA, 100mW, U p = 4 V , g m ≥ 2 , 1000 MHz
4.常用模拟集成运放和电压比较器表
名称 型号 主要 参数 名称 型号 主要 参数 名称 型号 主要 参数 名称 型号 主要 参数 名称 型号 开环电压放大倍数:(在 Vo=±10V,RL≥2K 条件下)2×10 倍 电源电流:CF747M:3.4mA,CF747C:3.9mA 可单可双电源供电通用型四运放 CF124 系列 CF124MD,CF224LD,CF324CD,CF124MJ,CF224LJ,CF324CJ,CF324CP/LM124,LM324 电源电压极限:32V 或±16V 差模输入电压:±32V 共模输入电压:-0.3V~+32V 开环电压放大倍数:1×105 倍 电源电流:3mA 可单可双电源供电高输入阻抗单运放 CF3140 CF3140MT,CF3140AMT,CF3140BMT,CF3140MD,CF3140AMD,CF3140BMD,CF3140MJ,CF3140AMJ,CF3140BMJ /CA3140,DG3140 电源电压极限:CF3140/CF3140A:36V,CF3140B:44V 差模输入电压极限:±8V 共模输入电压极限:-0.5V~+8V 主要 参数 名称 型号 主要 参数 名称 型号 主要 共模抑制比:(Iset=50A 时)80dB 输入偏置电流:(V+=10V 时)1nA 参数 电源电流:(在 V+=5V,Rset=1M 条件下)每对 50A 名称 型号 主要 分别供电双电源具有高阻抗输入的宽带双运放 F354 F354A,F354B,F354D 电源电压极限:±18V 电源电流:3.6mA 差模输入电压范围:±30V 共模输入电压范围:±15V 开环电压放大倍数:(在 Vo=6V,RL≥2K 条件下)1×105 倍 输入电阻:1.5TM 增益带宽积:4.5MHz 电源电流:4mA 输入失调电流:CF3140:5mA,CF3140A:22mA,CF3140B:0.8mA 功耗:120mW 双电源供电高输入阻抗双运放 CF353 CF353CT,CF353CD,CF353CJ,CF353CP 电源电压极限:±18V 差模输入电压极限:±30V 共模输入电压极限:±15V 开环电压放大倍数:(在 Vo=±10V,RL≥2K 条件下)1×105 倍 电源电流:3.6mA 输入电阻:1012 单位增益带宽积:4MHz 输入电阻:2.0M
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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。