可控硅基礎知識

可控硅又叫晶閘管，由四層構成，共有三個PN結，如下圖①,在分析時，可以看成②，而②是一個PNP三極管和一個NPN三極管，也即是圖③。

從圖③可以看出,當AK兩端加上正向電壓時，G極加上觸發(fā)信號，NPN三極管導通，其集電極有較大電流I1，NPN三極管的集電極電壓降低，也即是PNP三極管的基極電壓降低，于是PNP三極管也導通，于是有I2從PNP三極管的集電極流過，這個電流流向NPN三極管的基極。即是這是沒有了G極觸發(fā)信號，仍然有電流從AK兩端流過。

可控硅的導通和關斷條件：

其伏安特性曲線如下：

從圖中可以看出，當控制極未加電壓時，也就是IG1=0時，雖然可控硅的陽級和陰極之間加有正向電壓，但由于N1和P2反向偏置，因此只有很小的漏電流流過。這上電流稱為正向漏電流。此時可控硅處于正向阻斷狀態(tài)，特性曲線靠近橫軸。

隨著正向電壓的不斷增加，當達到某一定值時（UBO）時，漏電流突然增大，可控硅由阻斷狀態(tài)突然導通。可控硅導通后，可以流過很大的電流，而它本身的管壓降只有1V左右，此時的特性曲線靠近縱軸，如AB段。可控硅由阻斷狀態(tài)轉為導通狀態(tài)所對應的電壓稱為正向轉折電壓UBO。可控硅導通以后，如果減小陽極電壓，陽極電流也隨之減小。當陽極電流小于維持電流IH時，可控硅又從導通狀態(tài)轉為阻斷狀態(tài)。

需要說的是，控制極開路，陽極電壓高于正向轉折電壓UBO時，可控硅會導通，但這樣很容易造成可控硅的不可恢復性擊穿，使元件損壞，正常工作時應注避免。

當在控制極加上電壓UG時，控制極產生控制電流IG，可控硅會在較低的正向陽極電壓下導通。也就是說，控制極電流會使正向轉折電壓降低。控制極電流越大。正向轉折電壓越小，特性曲線越往左移。

當可控硅加反向電壓時，由于N2P2結，N1P1結反向偏置，只有很小的反向電流。當反向電流增大到某一值時，反向偏置的電流急劇增大，使可控硅反向導通，這時對應的電壓稱為反向轉折電壓UBR。若反向電壓過大，就會造成反向擊穿，導致可控硅的永久性損壞。

可控硅的主要參數：

1.正向重復峰值電壓UDRM

在控制極開路和正向阻斷和條件下，允許重復加在可控兩端的正向峰值電壓，稱為正向重復峰電壓。按規(guī)定此電壓為正向轉折電壓的80%。

2.反向重復峰值電壓URRM。

在控制極開路時，允許加在可控硅兩端的反向峰值電壓，稱為反向重復峰值電壓，按規(guī)定此電壓為反向轉折電壓的80%。

UDRM和URRM在數值上一般很相近，統(tǒng)稱為可控硅的峰值電壓。通常把其中那個較小電壓作為該器件的額定電壓，用UN表示。

3.通態(tài)平均電流IT

在環(huán)境溫度不大于40℃和標準散熱以及全導通的條件下，可控硅正常工作時，A、K極間所允許通過電流的平均值。

4.維持電流IH

在室溫下，控制極開路，維持可控硅導通所必須的最小電流，稱為維持電流。一般IH為幾十至一百多毫安。

5.控制極觸發(fā)電壓UG和控制極觸發(fā)電流IG

在室溫下，陽極加正向電壓為直流6V時，使可控硅由阻斷變?yōu)閷ㄋ枰淖钚】刂茦O電壓和電流，稱為控制極觸發(fā)電壓和控制極觸發(fā)電流。