可控硅的工作原理、分類、作用與三極管的區(qū)別、與場(chǎng)效應(yīng)管區(qū)別、典型應(yīng)用接線圖
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-04-24 17:56:03
結(jié)構(gòu):可控硅由四個(gè)半導(dǎo)體層組成,通常是三個(gè)N型半導(dǎo)體層和一個(gè)P型半導(dǎo)體層。這些層被兩個(gè)金屬接觸的電極所夾在中間。
觸發(fā):當(dāng)施加一個(gè)正向電壓到可控硅的陽(yáng)極(A)和陰極(K)之間時(shí),將不會(huì)導(dǎo)通,因?yàn)镻-N結(jié)是反向偏置的。但是,一旦在另一個(gè)電極(稱為門極或觸發(fā)極)上施加一個(gè)正脈沖電壓,就會(huì)發(fā)生PN結(jié)區(qū)域的載流子注入,導(dǎo)致PN結(jié)反向擊穿,使得可控硅進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。
導(dǎo)通狀態(tài):一旦可控硅處于導(dǎo)通狀態(tài),它將繼續(xù)導(dǎo)通,直到電流被降低到一個(gè)稱為保持電流的水平或電流方向發(fā)生變化。
關(guān)斷:要將可控硅從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài),需要將電流降低到零,或者通過(guò)在門極上施加一個(gè)負(fù)脈沖來(lái)引起反向擊穿。
應(yīng)用:可控硅通常用于電力控制應(yīng)用,如交流電調(diào)節(jié)、電壓調(diào)節(jié)、電機(jī)控制等,因?yàn)樗梢栽诖箅娏骱透唠妷合逻M(jìn)行可靠地開(kāi)關(guān)操作,并且觸發(fā)電路相對(duì)簡(jiǎn)單。
可控硅與三極管的區(qū)別
可控硅(SCR)和三極管(BJT)是兩種不同類型的半導(dǎo)體器件,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用方面有很大的區(qū)別:
結(jié)構(gòu):
可控硅是一種四層結(jié)構(gòu)的器件,由PNPN四層組成,通常有一個(gè)陽(yáng)極(A)、一個(gè)陰極(K)和一個(gè)門極(G)。
三極管是一種三層結(jié)構(gòu)的器件,由NPN或PNP三層組成,通常有一個(gè)發(fā)射極(E)、一個(gè)基極(B)和一個(gè)集電極(C)。
工作原理:
可控硅是一種雙穩(wěn)態(tài)器件,即在其觸發(fā)之前處于高阻態(tài),一旦觸發(fā)后就進(jìn)入導(dǎo)通態(tài),只有在斷開(kāi)主電路電流或通過(guò)控制觸發(fā)電壓來(lái)關(guān)斷時(shí),才能返回高阻態(tài)。
三極管是一種三電極器件,其工作取決于輸入到基極的電流或電壓,通過(guò)控制基極與發(fā)射極之間的電流,可以控制集電極與發(fā)射極之間的電流。
應(yīng)用:
可控硅通常用于高功率、高電壓的電力控制應(yīng)用,如交流電調(diào)節(jié)、電壓調(diào)節(jié)、電機(jī)控制等。
三極管通常用于低功率、低電壓的放大、開(kāi)關(guān)和線性電路中,如放大器、開(kāi)關(guān)電路、振蕩器等。
控制方式:
可控硅主要通過(guò)觸發(fā)電壓來(lái)控制,一旦觸發(fā),將保持導(dǎo)通狀態(tài)直到電流降到保持電流以下或者通過(guò)關(guān)斷電路。
三極管主要通過(guò)基極電流或電壓來(lái)控制,其放大作用取決于基極和發(fā)射極之間的電流。
總的來(lái)說(shuō),可控硅和三極管在結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用方面有很大的區(qū)別,分別適用于不同的電子電路和應(yīng)用場(chǎng)景。
可控硅與場(chǎng)效應(yīng)管區(qū)別
可控硅(SCR)和場(chǎng)效應(yīng)管(FET)是兩種不同類型的半導(dǎo)體器件,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用方面有顯著區(qū)別:
結(jié)構(gòu):
可控硅是一種四層結(jié)構(gòu)的器件,由PNPN四層組成,通常有一個(gè)陽(yáng)極(A)、一個(gè)陰極(K)和一個(gè)門極(G)。
場(chǎng)效應(yīng)管是一種三層結(jié)構(gòu)的器件,其是柵極(Gate)、漏極(Drain)和源極(Source)。
工作原理:
可控硅是一種雙穩(wěn)態(tài)器件,即在其觸發(fā)之前處于高阻態(tài),一旦觸發(fā)后就進(jìn)入導(dǎo)通態(tài),只有在斷開(kāi)主電路電流或通過(guò)控制觸發(fā)電壓來(lái)關(guān)斷時(shí),才能返回高阻態(tài)。
場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理是通過(guò)控制柵極與源極之間的電場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)漏極與源極之間的電流。柵極電壓的變化可以改變場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)電特性,使其能夠?qū)崿F(xiàn)放大、開(kāi)關(guān)等功能。
控制方式:
可控硅主要通過(guò)觸發(fā)電壓來(lái)控制,一旦觸發(fā),將保持導(dǎo)通狀態(tài)直到電流降到保持電流以下或者通過(guò)關(guān)斷電路。場(chǎng)效應(yīng)管主要通過(guò)柵極電壓來(lái)控制,通過(guò)調(diào)節(jié)柵極電壓可以控制漏極與源極之間的電流。
應(yīng)用:
可控硅通常用于高功率、高電壓的電力控制應(yīng)用,如交流電調(diào)節(jié)、電壓調(diào)節(jié)、電機(jī)控制等。
場(chǎng)效應(yīng)管通常用于低功率、低電壓的放大、開(kāi)關(guān)和線性電路中,如放大器、開(kāi)關(guān)電路、振蕩器等。
可控硅典型應(yīng)用接線圖
控硅(SCR)在電力控制和調(diào)節(jié)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,以下是一個(gè)典型的可控硅應(yīng)用的接線圖示例:
+------------------------+
AC Power | | Load
Source | |
(L1, L2) | | +------+
| +---| Load |
| +------+ SCR | +------+
| | |------(A1)---+
+--| | | +------+
| |------(K)----+---| Load |
| | | +------+
+--| SCR |------(G)----+
| | | | +------+
| | |------(A2)---+---| Load |
| +------+ | +------+
| |
+------------------------+
在這個(gè)接線圖中,SCR的主要部分包括陽(yáng)極(A1)、陰極(K)和門極(G)。AC電源通過(guò)SCR控制負(fù)載的供電。當(dāng)SCR觸發(fā)時(shí),它將導(dǎo)通,允許電流流經(jīng)負(fù)載。控制SCR的觸發(fā)可以通過(guò)施加一個(gè)適當(dāng)?shù)挠|發(fā)脈沖或電壓來(lái)實(shí)現(xiàn),通常通過(guò)門極(G)來(lái)控制。
需要注意的是,這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖,實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)有更復(fù)雜的電路,例如包括保護(hù)電路、觸發(fā)電路等。在設(shè)計(jì)和使用SCR電路時(shí),務(wù)必遵循相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)。
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