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(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)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(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向連接，這種可控硅具有雙向?qū)üδ?。其通斷狀態(tài)由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負(fù)脈沖)可使其正向(或反向)導(dǎo)通。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)開關(guān)使用。

工作原理

結(jié)構(gòu)原件

可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)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?qū)崿F(xiàn)交流電的無觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，具有無火花、動(dòng)作快、壽命長、可靠性高以及簡化電路結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。從外表上看，雙向可控硅和普通可控硅很相似，也有三個(gè)電極。

但是，它除了其中一個(gè)電極G仍叫做控制極外，另外兩個(gè)電極通常卻不再叫做陽極和陰極，而統(tǒng)稱為主電極Tl和T2。它的符號(hào)也和普通可控硅不同，是把兩個(gè)可控硅反接在一起畫成的，如圖2所示。它的型號(hào)，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(guī)格、型號(hào)、外形以及電極引腳排列依生產(chǎn)廠家不同而有所不同，但其電極引腳多數(shù)是按T1、T2、G的顧序從左至右排列(觀察時(shí)，電極引腳向下，面對(duì)標(biāo)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(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品，并于1958年將其商業(yè)化;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個(gè)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、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、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(fù)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(shí)，不管門極承受何種電壓，晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。

2. 晶閘管承受正向陽極電壓時(shí)，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時(shí)晶閘管處于正向?qū)顟B(tài)，這就是晶閘管的閘流特性，即可控特性。

3. 晶閘管在導(dǎo)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(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門極失去作用。門極只起觸發(fā)作用。

4. 晶閘管在導(dǎo)通情況下，當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷。

可控硅與晶閘管的區(qū)別

晶閘管(THYRISTOR)又名可控硅，屬于功率器件領(lǐng)域，是一種功率半導(dǎo)體開關(guān)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)?？煽毓枰卜Q作晶閘管，它是由PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成的元件，有三個(gè)電極、陽極A、陰極K和控制極G?？煽毓柙陔娐分心軌?qū)崿F(xiàn)交流電的無觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，并且不象繼電器那樣控制時(shí)有火花產(chǎn)生，而且動(dòng)作快、壽命長、可靠性好。在調(diào)速、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)溫以及其他各種控制電路中都有它的身影?？煽毓璺譃閱蜗虻暮碗p向的，符號(hào)也不同。

單向可控硅有三個(gè)PN結(jié)，由最外層的P極和N極引出兩個(gè)電極，分別稱為陽極和陰極，由中間的P極引出一個(gè)控制極。單向可控硅有其獨(dú)特的特性：當(dāng)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(shí)，它都不導(dǎo)通，而陽極和控制極同時(shí)接正向電壓時(shí)，它就會(huì)變成導(dǎo)通狀態(tài)。一旦導(dǎo)通，控制電壓便失去了對(duì)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(dǎo)通狀態(tài)。要想關(guān)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(shù)是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下，面對(duì)有字符的一面時(shí))。加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時(shí)間改變時(shí)，就能改變其導(dǎo)通電流的大小。與單向可控硅的區(qū)別是，雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時(shí)，其導(dǎo)通方向就隨著極性的變化而改變，從而能夠控制交流電負(fù)載。而單向可控硅經(jīng)觸發(fā)后只能從陽極向陰極單方向?qū)?，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(fā)電流來分：分為微觸型、高靈敏度型、標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)型;按電壓分：常規(guī)電壓品種、高壓品種。可控硅產(chǎn)品由于它在電路應(yīng)用中的效率高、控制特性好、壽命長、體積小、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，自上個(gè)世紀(jì)六十長代以來，獲得了迅猛發(fā)展，并已形成了一門獨(dú)立的學(xué)科。“晶閘管交流技術(shù)”。可控硅發(fā)展到今天，在工藝上已經(jīng)非常成熟，品質(zhì)更好，成品率大幅提高，并向高壓大電流發(fā)展。

可控硅在應(yīng)用電路中的作用體現(xiàn)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(shí)現(xiàn)交流→可變直流之轉(zhuǎn)變;無觸點(diǎn)功率靜態(tài)開關(guān)(固態(tài)開關(guān))：

作為功率開關(guān)元件，可控硅可以代替接觸器、繼電器用于開關(guān)頻率很高的場合。因此可控硅元件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品的電路中，多作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無觸點(diǎn)開關(guān)等用途。家用電器中的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)扇、冷暖空調(diào)器、熱水器、電視、冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、音響組合、聲控電路、定時(shí)控制器、感應(yīng)燈、圣誕燈控制器、自動(dòng)門電路、以及玩具裝置、電動(dòng)工具產(chǎn)品、無線電遙控電路、攝像機(jī)等工業(yè)控制領(lǐng)域等都大量使用了可控硅器件。在這些應(yīng)用電路中，可控硅元件多用來作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無觸點(diǎn)開關(guān)等。