什么是可控硅?它有什么作用?首先可控硅是可控硅整流元件的簡稱，是一種具有三個PN結的四層結構的大功率半導體器件，一般由兩晶閘管反向連接而成。它的功用不僅是整流，還可以用作無觸點開關以快速接通或切斷電路，實現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等?？煽毓韬推渌雽w器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點。它的出現(xiàn)，使半導體技術從弱電領域進入了強電領域，成為工業(yè)、農業(yè)、交通運輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭相采用的元件。

一、工作過程

晶閘管T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

雙向晶閘管的結構與符號見圖2。它屬于NPNPN五層器件，三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向導通，故除門極G以外的兩個電極統(tǒng)稱為主端子，用T1、T2。表示，不再劃分成陽極或陰極。其特點是，當G極和T2極相對于T1，的電壓均為正時，T2是陽極，T1是陰極。反之，當G極和T2極相對于T1的電壓均為負時，T1變成陽極，T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見圖3，由于正、反向特性曲線具有對稱性，所以它可在任何一個方向導通。

從晶閘管的內部分析工作過程：

晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個PN結圖一，可以把它中間的NP分成兩部分，構成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復合管圖二。

當晶閘管承受正向陽極電壓時，為使晶閘管導通，必須使承受反向電壓的PN結J2失去阻擋作用。圖2中每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此，兩個互相復合的晶體管電路，當有足夠的門極電流Ig流入時，就會形成強烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導通，晶體管飽和導通。

設PNP管和NPN管的集電極電流相應為Ic1和Ic2;發(fā)射極電流相應為Ia和Ik;電流放大系數相應為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，設流過J2結的反相漏電電流為Ic0，

晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：

Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0

若門極電流為Ig，則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig

從而可以得出晶閘管陽極電流為：I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2)) (1—1)

硅PNP管和硅NPN管相應的電流放大系數a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化如圖三所示。

當晶閘管承受正向陽極電壓，而門極未受電壓的情況下，式(1—1)中，Ig=0，(a1+a2)很小，故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0 晶閘關處于正向阻斷狀態(tài)。當晶閘管在正向陽極電壓下，從門極G流入電流Ig，由于足夠大的Ig流經NPN管的發(fā)射結，從而提高起點流放大系數a2，產生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結，并提高了PNP管的電流放大系數a1，產生更大的極電極電流Ic1流經NPN管的發(fā)射結。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3，當a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時，式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0，因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向導通狀態(tài)。

式(1—1)中，在晶閘管導通后，1-(a1+a2)≈0，即使此時門極電流Ig=0，晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導通。晶閘管在導通后，門極已失去作用。

在晶閘管導通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時，由于a1和a1迅速下降，當1-(a1+a2)≈0時，晶閘管恢復阻斷狀態(tài)。

二、可控硅檢測方法與經驗

只有當單向可控硅陽極A與陰極K之間加有正向電壓，同時控制極G與陰極間加上所需的正向觸發(fā)電壓時，方可被觸發(fā)導通。此時A、K間呈低阻導通狀態(tài)，陽極A與陰極K間壓降約1V。單向可控硅導通后，控制器G即使失去觸發(fā)電壓，只要陽極A和陰極K之間仍保持正向電壓，單向可控硅繼續(xù)處于低阻導通狀態(tài)。只有把陽極A電壓拆除或陽極A、陰極K間電壓極性發(fā)生改變(交流過零)時，單向可控硅才由低阻導通狀態(tài)轉換為高阻截止狀態(tài)。單向可控硅一旦截止，即使陽極A和陰極K間又重新加上正向電壓，仍需在控制極G和陰極K間有重新加上正向觸發(fā)電壓方可導通。單向可控硅的導通與截止狀態(tài)相當于開關的閉合與斷開狀態(tài)，用它可制成無觸點開關。

雙向可控硅第一陽極A1與第二陽極A2間，無論所加電壓極性是正向還是反向，只要控制極G和第一陽極A1間加有正負極性不同的觸發(fā)電壓，就可觸發(fā)導通呈低阻狀態(tài)。此時A1、A2間壓降也約為1V。雙向可控硅一旦導通，即使失去觸發(fā)電壓，也能繼續(xù)保持導通狀態(tài)。只有當第一陽極A1、第二陽極A2電流減小，小于維持電流或A1、A2間當電壓極性改變且沒有觸發(fā)電壓時，雙向可控硅才截斷，此時只有重新加觸發(fā)電壓方可導通。

單向可控硅的檢測

萬用表選電阻R*1Ω擋，用紅、黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀數為數十歐姆的一對引腳，此時黑表筆的引腳為控制極G，紅表筆的引腳為陰極K，另一空腳為陽極A。此時將黑表筆接已判斷了的陽極A，紅表筆仍接陰極K。此時萬用表指針應不動。用短線瞬間短接陽極A和控制極G，此時萬用表電阻擋指針應向右偏轉，阻值讀數為10歐姆左右。如陽極A接黑表筆，陰極K接紅表筆時，萬用表指針發(fā)生偏轉，說明該單向可控硅已擊穿損壞。

雙向可控硅的檢測

用萬用表電阻R*1Ω擋，用紅、黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻，結果其中兩組讀數為無窮大。若一組為數十歐姆時，該組紅、黑表所接的兩引腳為第一陽極A1和控制極G，另一空腳即為第二陽極A2。確定A1、G極后，再仔細測量A1、G極間正、反向電阻，讀數相對較小的那次測量的黑表筆所接的引腳為第一陽極A1，紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定的第二陽極A2，紅表筆接第一陽極A1，此時萬用表指針不應發(fā)生偏轉，阻值為無窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短接，給G極加上正向觸發(fā)電壓，A2、A1間阻值約10歐姆左右。隨后斷開A2、G間短接線，萬用表讀數應保持10歐姆左右?；Q紅、黑表筆接線，紅表筆接第二陽極A2，黑表筆接第一陽極A1。同樣萬用表指針應不發(fā)生偏轉，阻值為無窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接，給G極加上負的觸發(fā)電壓，A1、A2間的阻值也是10歐姆左右。隨后斷開A2、G極間短接線，萬用表讀數應不變，保持在10歐姆左右。符合以上規(guī)律，說明被測雙向可控硅未損壞且三個引腳極性判斷正確。

檢測較大功率可控硅時，需要在萬用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電池，以提高觸發(fā)電壓。

晶閘管(可控硅)的管腳判別 晶閘管管腳的判別可用下述方法： 先用萬用表R*1K擋測量三腳之間的阻值，阻值小的兩腳分別為控制極和陰極，所剩的一腳為陽極。再將萬用表置于R*10K擋，用手指捏住陽極和另一腳，且不讓兩腳接觸，黑表筆接陽極，紅表筆接剩下的一腳，如表針向右擺動，說明紅表筆所接為陰極，不擺動則為控制極。以上就是可控硅的相關解析，希望能給大家?guī)椭?