晶體閘流管簡稱為晶閘管,也叫做可控硅,是一種具有三個PN結的功率型半導體器件。因為它可以像閘門一樣控制電流,所以稱之為“晶體閘流管”。晶體閘流管是最常用的功率型半導體控制器件之一,具有廣泛的用途。
可控硅是有硅單晶材料雙PN結三端元器件,它的特點是單向導通性;導通時電壓、電流可控;以小驅動(毫安級)控制大功率的負載。因其特點,所以倍受青睞,常用于可控整流、逆變、無觸點開關、交流調壓等方面,除普通可控硅外,又因在不同場合使用要求,派生出多種類型的可控硅。
普通型可控硅
1, 可關斷型可控硅 KG
普通型可控硅,在控制極G加上正向觸發(fā)信號普通型可控硅導通后,控制極G就失去作用,要使普通型可控硅關斷,必須陽極A與陰極K的正向電壓為零或加上負電壓。而可關斷型可控硅只要在控制極G加上足夠大且較寬的負向觸發(fā)電流,就可以使可控硅有效關斷。
用途:一般使用在斬波調速、變頻調速、逆變電源及直流控制電路中,如直流負載(繼電器線圈、電磁閥、電磁離合器、直流電機)的電源通斷、汽車點火器等。
2, 雙向可控硅 KS
普通型可控硅,如果在陽極A與陰極K的加上負向電壓,即使在控制極G加上正向觸發(fā)信號,普通型可控硅也不會導通。而雙向可控硅卻能夠導通。要使雙向可控硅關斷,必須陽極A與陰極K的之間的電壓為零。
用途:一般使用在交/直流控制電路中,如調壓器;逆變器;交/直流負載開關等。、
3, 逆導可控硅KN(亦稱反向導通可控硅)
在某些應用場合(如逆變器、斬波器等)要求可控硅陽極A與陰極K端并接反向二極管,而逆導可控硅正是基于這個要求,在一個硅片材料上,將可控硅與反向二極管集成在了一起。因而逆導可控硅具有正向導通可控、反向自然導通且可通過大電流的不可控;具有耐高壓、耐高溫;關斷時間短、通態(tài)電壓低等優(yōu)良性能等特點。
用途:一般用于開關電源;UPS不間斷電源;高壓、大功率負載上。如軌道交通的電源。
4, 快速可控硅KK
由于在某些應用領域,要求可控硅能夠快速響應及通斷功能,而快速可控硅是在普通可控硅制作基礎上,改變了制作工藝,使得可控硅在開通與關斷時間上大幅縮短,開通時間為8μs左右;關斷時間為50μs左右。主電路換向時間小于60ms,同時工作頻率也提升至幾千HZ。
用途:常用于UPS不間斷電源;三相變頻電源;中頻電源;超聲波電源;逆變器、斬波器;快速開關,脈寬調制器,多諧振蕩器等
5,光控可控硅
光控可控硅是既可利用光源激發(fā)導通;也可象普通可控硅由控制極G觸發(fā)信號來導通的可控硅,在結構上有兩端(無控制極G)和三端之分。光控制是其主電路與控制電路在電氣上完全絕緣。
用途:一般制作成光電耦合器;自動控制系統(tǒng)中外設終端(如監(jiān)控、邏輯控制輸入/輸出等);高壓直流輸電電路等。
可控硅工作原理:
可控硅是由兩個PN結加正向電壓而形成的PNP型半導體器件,其工作過程是將輸入的直流電壓變?yōu)榭刂菩盘?,然后驅動可控硅導通和關斷。在電流的控制下,使被控制電路中的交流功率開關元件按預定方向動作。當接通或切斷一定數(shù)量的電流后,由于PN結正向導通的交替變化而產(chǎn)生熱量而使溫度升高;同時由于漏源極之間存在一定的電阻值,因此會產(chǎn)生一定的反向電動勢將多余的電能消耗掉;最后通過調節(jié)觸發(fā)角的大小就可以達到對負載進行調制的目的。