可控硅模塊的運行過程

2021-08-12

可控硅是四層三端元器件,它有J1、J2、J33個PN結圖1,能夠把它之間的NP分為兩部分,組成1個PNP型三極管和1個NPN型三極管的復合管圖2


當可控硅承擔正方向陽極電壓時,為使可控硅導通,需要使承擔反方向電壓的PN結J2丟失阻擋功效。圖2中每一個晶體管的集電極電流同時便是另1個晶體管的基極電流。所以,2個相互復合的晶體管線路,當有充足的門極電流Ig流進時,便會生成強烈的正反饋,導致兩晶體管飽和導通,晶體管飽和導通。

設PNP管和NPN管的集電極電流對應為Ic1和Ic2;發射極電流對應為Ia和Ik;電流放大系數對應為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設經過J2結的反相漏電電流為Ic0,

可控硅的陽極電流等同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,則可控硅陰極電流為Ik=Ia+Ig

進而能夠算出可控硅陽極電流為:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式

硅PNP管和硅NPN管對應的電流放大系數a1和a2隨其發射極電流的改變而大幅度變化如圖所示3所顯示。

當可控硅承擔正方向陽極電壓,而門極未受電壓的狀況下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)極小,故可控硅的陽極電流Ia≈Ic0可控硅處在正方向阻斷情況。當可控硅在正方向陽極電壓下,從門極G流進電流Ig,鑒于非常大的Ig流經NPN管的發射結,進而增強其電流放大系數a2,造成非常大的極電極電流Ic2流進PNP管的發射結,并增強了PNP管的電流放大系數a1,造成更大的極電極電流Ic1流經NPN管的發射結。這種強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3,當a1和a2隨發射極電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,所以增強了可控硅的陽極電流Ia.這時,流進可控硅的電流完全由主回路的電壓和回路電阻值確定。可控硅已處在正向導通情況。

式(1—1)中,在可控硅導通后,1-(a1+a2)≈0,即便 這時門極電流Ig=0,可控硅仍能保持原本的陽極電流Ia而繼續導通。可控硅在導通后,門極已失去作用。

在可控硅導通后,倘若持續的減少電源電壓或增加回路電阻值,使陽極電流Ia減少到保持電流IH之下時,鑒于a1和a1迅速降低,當1-(a1+a2)≈0時,可控硅恢復阻斷情況。

可控硅智能模塊可斷開可控硅GTO(GateTurn-OffThyristor)亦稱門控可控硅。其主要特點為,當門極加逆向觸發信號時可控硅能自主斷開。

以上就是傳承電子對可控硅模塊的運行過程的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

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