可控硅模塊的結構和特性

2021-04-25

可控硅模塊從外型上分常見有螺旋式、平板式和平底式3種(見圖表-25)。螺旋式的運用較多。
可控硅模塊有3個電極----陽極(A)陰極(C)和控制極(G)。它有管芯是P 型導體和N型導體交迭構成的四層構造,總共3個PN 結。其結構示意圖和符號見圖表-26。

從圖表-26中能夠看出,可控硅模塊和只有一個PN 結的硅整流二極度管在結構上迥然不同??煽毓枘K的四層構造和控制極的引用,為其發揮“以小控大”的優異控制特性奠定了基礎。在運用可控硅模塊時,只要在控制極添加很小的電流量或電壓,就能控制很大的陽極電流量或電壓。目前已能制造出電流量容量達幾百安培以及上千安培的可控硅模塊元件。通常把5安培之下的可控硅模塊叫小功率可控硅模塊,50安培之上的可控硅模塊叫大功率可控硅模塊。

可控硅模塊為何其有“以小控大”的可控性呢?接下來我們用圖表-27來簡潔剖析可控硅模塊的原理。

首先,我們可以把從陰極往上數的第一、二、三層看面是1只NPN 型號晶體管,而二、三四層構成另外一只PNP 型晶體管。當中第二、第三層為兩管交迭公用。這樣就可描出圖表-27(C)的等效電路圖來剖析。當在陽極和陰極間添加1個正向電壓Ea,又在控制極G和陰極C間(相當BG1的基一射間)輸入1個正的觸發信號,BG1將形成基極電流量Ib1,經擴大,BG1將有一個擴大了β1 倍的集電極電流量IC1。因此BG1集電極與BG2 基極相接,IC1更是BG2 的基極電流量Ib2。BG2 又把比Ib2(Ib1)擴大了β2 的集電極電流量IC2送回BG1的基極擴大。這樣循環擴大,直至BG1、BG2 徹底導通。實際這個過程是“一觸即發”的過程,對可控硅模塊而言,觸發信號加入控制極,可控硅模塊立即導通。導通的時間常見決定于可控硅模塊的性能。

可控硅模塊一經觸發導通后,因為循環反饋的因素,流入BG1基極的電流量已不只是原始的Ib1,而是通過BG1、BG2 擴大后的電流量(β1 *β2 *Ib1)這一電流量遠高于Ib1,足夠維持BG1的持續導通。此時觸發信號即便 消失,可控硅模塊仍維持導通模式僅有切斷電源Ea或降低Ea,使BG1、BG2 中的集電極電流量低于維持導通的最小值時,可控硅模塊方可斷開。當然,要是Ea極性接反,BG1、BG2 因為受到反向電壓功能將處在截止模式。此時,即便 輸入觸發信號,可控硅模塊也無法運行。反之,Ea接成正向,而觸動發信號是負的,可控硅模塊也無法導通。另外,要是不加觸發信號,而正向陽極電壓大到超出相應值時,可控硅模塊也會導通,但已是非正常工作情況了。

可控硅模塊這種通過觸發信號(小的觸發電流量)來操控導通(可控硅模塊中通過大電流量)的可控特性,恰好是它區別于普通硅整流二極管的主要特性。

以上就是傳承電子可控硅模塊的結構和特性的介紹,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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