可控矽的工作條件:
1. 可控矽承受反向陽極電壓時,不管門極承受和種電壓,可控矽都處於關短狀態。
2. 可控矽承受正向陽極電壓時,僅在門極承受正向電壓的情況下可控矽才導通。
3. 可控矽在導通情況下,隻要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,可控矽保持導通,即可控矽導通後,門極失去作用。
4. 可控矽在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近於零時,
可控矽關斷。
從可控矽的內部分析工作過程:
可控矽是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個PN結,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。當可控矽承受正向陽極電壓時,為使可控矽導銅,必須使承受反向電壓的PN結J2失去阻擋作用。每個晶體管的集電療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,當有足夠的門機電流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管的集電療電流相應為Ic1和Ic2;發射極電流相應為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,可控矽的陽極電流等於兩管的集電療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,則可控矽陰極電流為Ik=Ia+Ig。從而可以得出可控矽陽極電流為:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式。矽PNP管和矽NPN管相應的電流放大系數a1和a2隨其發射極電流的改變而急劇變化。
當可控矽承受正向陽極電壓,而門極未受電壓的情況下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)很小,故可控矽的陽極電流Ia≈Ic0 晶閘關處於正向阻斷狀態。當可控矽在正向陽極電壓下,從門極G流入電流Ig,由於足夠大的Ig流經NPN管的發射結,從而提高起點流放大系數a2,產生足夠大的極電療電流Ic2流過PNP管的發射結,並提高瞭PNP管的電流放大系數a1,產生更大的極電療電流Ic1流經NPN管的發射結。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,因此提高瞭可控矽的陽極電流Ia.這時,流過可控矽的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。可控矽已處於正向導通狀態。式(1—1)中,在可控矽導通後,1-(a1+a2)≈0,即使此時門極電流Ig=0,可控矽仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續導通。可控矽在導通後,門極已失去作用。
在可控矽導通後,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,由於a1和a1迅速下降,當1-(a1+a2)≈0時,可控矽恢復阻斷狀態。
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