硅控制整流器(克拉)是由硅制成的单向半导体器件。该装置是蜂鸣器的固态等同物,因此它也被称为晶闸管或甲状腺晶体管.实际上,SCR(硅控制整流器)是通用电气公司晶闸管的商品名。基本上,克拉是一种三端,四层半导体器件,由p型和n型材料交替层组成。
因此它有三个pn结1,J.2和J3..下图显示了具有层P-N-P-N的SCR。该装置具有端子阳极(A),阴极(K)和栅极(G)。栅极端子(G)附接到更靠近阴极(K)终端的P层。
可控硅或可控硅的符号如下图所示。
SCR可以被认为是两个连接的晶体管,如下所示。
看来一个单一的克拉是一个pnp晶体管(Q1)和一个NPN晶体管(Q.2)。在这里,Q的发射器1作为可控硅的阳极端,Q的发射极2是它的阴极。此外,Q的基础1连接到Q的收集器2和Q的收集器1与Q的底相连2.SCR的栅极端子连接到Q的基部2,太。
可以通过在以下模式下分析其行为来了解SCR的工作:
SCR的反向阻塞模式
在这种模式下,可控硅通过将其阳极端(A)连接到负极,阴极端(K)连接到正极来反向偏置电池.这导致交联j的反向偏置1和J3.,这反过来禁止通过设备流过电流,尽管Junction J.2仍然偏向偏见条件。在这种状态下,SCR表现为典型二极管.在该反向偏置条件下,仅在反向偏置二极管的情况下仅在逆偏置二极管的情况下流过设备,这在通过蓝线的特性曲线中示出。该装置还表现出超出反向安全电压极限的反向击穿现象,就像二极管一样。
可控硅正向阻断模式
这里一个正偏压通过连接阳极端子(a)和正极端子(K)到电池的负极,如下图所示。在此条件下,结点J1和J3.在Junction J的同时前进偏见2得到反向偏见。
这里电流也不能通过晶闸管,除了微小的电流作为饱和电流流过,如图所示的蓝色曲线在下面的特性曲线。
可控硅正向传导模式
可以使SCR进行
(i)通过增加阳极端子(a)处施加的正电压超过断裂电压,vB.或
(ii)通过在栅极端子(g)处施加正电压,如下图所示。
在第一种情况下,应用偏置的增加导致初始反向偏置结J2在对应于前进突破的点处分解,VB..这导致流过SCR的电流突然增加,如特征曲线中的粉红色曲线所示,尽管SCR的栅极端子保持不偏。
然而,可控硅也可以打开在一个更小的电压水平,证明小的正电压在栅极终端。这背后的原因可以更好地理解考虑晶体管等效电路的可控硅显示在下面的图。
在这里,可以看出,在栅极端子上施加正电压,晶体管Q2开关ON,它的集电极电流流入晶体管Q的基极1.这导致问1打开,从而导致其集电极电流流入Q基极2.
这使得晶体管以非常快速的速率得到饱和,并且即使通过去除栅极终端处的偏置,也不能停止动作,提供电流通过克拉大于闭锁电流。在这里,锁存电流被定义为即使在门控脉冲被移除后,维持可控硅导电状态所需的最小电流。
在这种状态下,可控硅被称为锁存,将没有办法限制通过设备的电流,除非在电路中使用外部阻抗。这就需要借助于不同的技术,如自然换向,强制换向或反向偏置关断和栅极关断来关闭一个导电可控硅。
基本上,所有这些技术都旨在将阳极电流降低到保持电流以下。保持电流被定义为维持可控硅在其导电模式的最小电流。
类似于关闭技术,还有不同的开启技术,用于SCR的SCR,如DC栅极信号触发,通过AC栅极信号触发并通过脉冲栅极信号触发,正电压触发,门触发,DV / DT触发,温度触发和光触发。
SCR器件VIZ有许多变化。,反向导电晶闸管(RCT),门关闭晶闸管(GTO),门辅助关闭晶闸管(GATT),不对称晶闸管,静电感应晶闸管(SITH),MOS控制晶闸管(MCT),光激活晶闸管(Lascr)等。通常SCR具有高开速,可以处理重电流。这使得晶闸管(SCR)非常适合许多应用程序
- 电源开关电路(交流和直流)
- 零电压开关电路
- 过压保护电路
- 控制整流器
- 逆变器
- 交流电源控制(包括灯,电机等)
- 脉冲电路
- 电池充电调节器
- 闭锁继电器
- 计算机逻辑电路
- 远程切换单元
- 相位角触发控制器
- 定时电路
- IC触发电路
- 焊接机控制
- 温度控制系统