單向可控硅

單向可控硅的寫法

單向可控硅介紹

單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號(hào)作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，但一旦導(dǎo)通，外部信號(hào)就無法使其關(guān)斷，只能靠去除負(fù)載或降低其兩端電壓使其關(guān)斷。單向可控硅是由三個(gè)PN結(jié)PNPN組成的四層三端半導(dǎo)體器件與具有一個(gè)PN結(jié)的二極管相比，單向可控硅正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制；與具有兩個(gè)PN結(jié)的三極管相比，差別在于可控硅對控制極電流沒有放大作用。

原理

可控硅導(dǎo)通條件：一是可控硅陽極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極也要加正向電壓。以上兩個(gè)條件必須同時(shí)具備，可控硅才會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)。另外，可控硅一旦導(dǎo)通后，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控硅仍然導(dǎo)通。

可控硅關(guān)斷條件：降低或去掉加在可控硅陽極至陰極之間的正向電壓，使陽極電流小于最小維持電流以下。

區(qū)別

雙向可控硅具有兩個(gè)方向輪流導(dǎo)通、關(guān)斷的特性。雙向可控硅實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)反并聯(lián)的單向可控硅，是由NPNPN五層半導(dǎo)體形成四個(gè)PN結(jié)構(gòu)成、有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件。由于主電極的構(gòu)造是對稱的（都從N層引出），所以它的電極不像單向可控硅那樣分別叫陽極和陰極，而是把與控制極相近的叫做電極A1，另一個(gè)叫做第二電極A2。雙向可控硅的主要缺點(diǎn)是承受電壓上升率的能力較低。這是因?yàn)殡p向可控硅在一個(gè)方向?qū)ńY(jié)束時(shí)，硅片在各層中的載流子還沒有回到截止?fàn)顟B(tài)的位置，必須采取相應(yīng)的保護(hù)措施。雙向可控硅元件主要用于交流控制電路，如溫度控制、燈光控制、防爆交流開關(guān)以及直流電機(jī)調(diào)速和換向等電路。

單向可控硅和雙向可控硅，都是三個(gè)電極。單向可控硅有陰極（K）、陽極（A）、控制極（G）。雙向可控硅等效于兩只單項(xiàng)可控硅反向并聯(lián)而成。即其中一只單向硅陽極與另一只陰極相邊連，其引出端稱T2極，其中一只單向硅陰極與另一只陽極相連，其引出端稱T2極，剩下則為控制極（G）。

1、單、雙向可控硅的判別：先任測兩個(gè)極，若正、反測指針均不動(dòng)（R×1擋），可能是A、K或G、A極（對單向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G極（對雙向可控硅）。若其中有一次測量指示為幾十至幾百歐，則必為單向可控硅。且紅筆所接為K極，黑筆接的為G極，剩下即為A極。若正、反向測批示均為幾十至幾百歐，則必為雙向可控硅。再將旋鈕撥至R×1或R×10擋復(fù)測，其中必有一次阻值稍大，則稍大的一次紅筆接的為G極，黑筆所接為T1極，余下是T2極。

2、性能的差別：將旋鈕撥至R×1擋，對于1~6A單向可控硅，紅筆接K極，黑筆同時(shí)接通G、A極，在保持黑筆不脫離A極狀態(tài)下斷開G極，指針應(yīng)指示幾十歐至一百歐，此時(shí)可控硅已被觸發(fā)，且觸發(fā)電壓低（或觸發(fā)電流?。Ｈ缓笏矔r(shí)斷開A極再接通，指針應(yīng)退回∞位置，則表明可控硅良好。

對于1~6A雙向可控硅，紅筆接T1極，黑筆同時(shí)接G、T2極，在保證黑筆不脫離T2極的前提下斷開G極，指針應(yīng)指示為幾十至一百多歐（視可控硅電流大小、廠家不同而異）。然后將兩筆對調(diào)，重復(fù)上述步驟測一次，指針指示還要比上一次稍大十幾至幾十歐，則表明可控硅良好，且觸發(fā)電壓（或電流）小。

若保持接通A極或T2極時(shí)斷開G極，指針立即退回∞位置，則說明可控硅觸發(fā)電流太大或損壞?？砂磮D2方法進(jìn)一步測量，對于單向可控硅，閉合開關(guān)K，燈應(yīng)發(fā)亮，斷開K燈仍不息滅，否則說明可控硅損壞。

對于雙向可控硅，閉合開關(guān)K，燈應(yīng)發(fā)亮，斷開K，燈應(yīng)不息滅。然后將電池反接，重復(fù)上述步驟，均應(yīng)是同一結(jié)果，才說明是好的。否則說明該器件已損壞。

引腳區(qū)分

對可控硅的引腳區(qū)分，有的可從外形封裝加以判別，如外殼就為陽極，陰極引線比控制極引線長。從外形無法判斷的可控硅，可用萬用表R×100或R×1K擋，測量可控硅任意兩管腳間的正反向電阻，當(dāng)萬用表指示低阻值（幾百歐至幾千歐的范圍）時(shí)，黑表筆所接的是控制極G，紅表筆所接的是陰極C，余下的一只管腳為陽極A。

性能檢測

可控硅質(zhì)量好壞的判別可以從四個(gè)方面進(jìn)行。是三個(gè)PN結(jié)應(yīng)完好；第二是當(dāng)陰極與陽極間電壓反向連接時(shí)能夠阻斷，不導(dǎo)通；第三是當(dāng)控制極開路時(shí)，陽極與陰極間的電壓正向連接時(shí)也不導(dǎo)通；第四是給控制極加上正向電流，給陰極與陽極加正向電壓時(shí)，可控硅應(yīng)當(dāng)導(dǎo)通，把控制極電流去掉，仍處于導(dǎo)通狀態(tài)。

用萬用表的歐姆擋測量可控硅的極間電阻，就可對前三個(gè)方面的好壞進(jìn)行判斷。具體方法是：用R×1k或R×10k擋測陰極與陽極之間的正反向電阻（控制極不接電壓），此兩個(gè)阻值均應(yīng)很大。電阻值越大，表明正反向漏電電流愈小。如果測得的阻值很低，或近于無窮大，說明可控硅已經(jīng)擊穿短路或已經(jīng)開路，此可控硅不能使用了。

用R×1k或R×10k擋測陽極與控制極之間的電阻，正反向測量阻值均應(yīng)幾百千歐以上,若電阻值很?#8221;礱骺煽毓杌鞔┒搪貳?/FONT>

用R×1k或R×100擋，測控制極和陰極之間的PN結(jié)的正反向電阻在幾千歐左右，如出現(xiàn)正向阻值接近于零值或?yàn)闊o窮大，表明控制極與陰極之間的PN結(jié)已經(jīng)損壞。反向阻值應(yīng)很大，但不能為無窮大。正常情況是反向阻值明顯大于正向阻值。

萬用表選電阻R×1擋，將黑表筆接陽極，紅表筆仍接陰極，此時(shí)萬用表指針應(yīng)不動(dòng)。紅表筆接陰極不動(dòng)，黑表筆在不脫開陽極的同時(shí)用表筆尖去瞬間短接控制極，此時(shí)萬用表電阻擋指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，阻值讀數(shù)為10歐姆左右。如陽極接黑表筆，陰極接紅表筆時(shí)，萬用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明該單向可控硅已擊穿損壞。

結(jié)構(gòu)及控制

單向可控硅為具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)，由最外層的P層、N層引出兩個(gè)電極——陽極A和陰極K，由中間的P層引出控制極G。電路符號(hào)好像為一只二極管，但好多一個(gè)引出電極——控制極或觸發(fā)極G。SCR或MCR為英文縮寫名稱。

從控制原理上可等效為一只PNP三極管與一只NPN三極管的連接電路，兩管的基極電流和集電極電流互為通路，具有強(qiáng)烈的正反反饋?zhàn)饔?。一旦從G、K回路輸入NPN管子的基極電流，由于正反饋?zhàn)饔?，兩管將迅即進(jìn)入飽合導(dǎo)通狀態(tài)?？煽毓鑼?dǎo)通之后，它的導(dǎo)通狀態(tài)完全依靠管子本身的正反饋?zhàn)饔脕砭S持，即使控制電流（電壓）消失，可控硅仍處于導(dǎo)通狀態(tài)?？刂菩盘?hào)UGK的作用僅僅是觸發(fā)可控硅使其導(dǎo)通，導(dǎo)通之后，控制信號(hào)便失去控制作用。

單向可控硅的導(dǎo)通需要兩個(gè)條件：

1）、A、K之間加正向電壓；

2）、G、K之間輸入一個(gè)正向觸發(fā)電流信號(hào)，無論是直流或脈沖信號(hào)。

若欲使可控硅關(guān)斷，也有兩個(gè)關(guān)斷條件：

1）、使正向?qū)娏髦敌∮谄涔ぷ骶S持電流值；

2）、使A、K之間電壓反向。

可見，可控硅器件若用于直流電路，一旦為觸發(fā)信號(hào)開通，并保持一定幅度的流通電流的話，則可控硅會(huì)一直保持開通狀態(tài)。除非將電源開斷一次，才能使其關(guān)斷。若用于交流電路，則在其承受正向電壓期間，若接受一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，則一直保持導(dǎo)通，直到電壓過零點(diǎn)到來，因無流通電流而自行關(guān)斷。在承受反向電壓期間，即使送入觸發(fā)信號(hào)，可控硅也因A、K間電壓反向，而保持于截止?fàn)顟B(tài)?？煽毓杵骷蚬に嚿系碾x散性，其觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流值與導(dǎo)通壓降，很難有統(tǒng)一的標(biāo)1準(zhǔn)?？煽毓杵骷刂票举|(zhì)上如同三極管一樣，為電流控制器件。功率越大，所需觸發(fā)電流也越大。觸發(fā)電壓范圍一般為1.5V—3V左右，觸發(fā)電流為10mA—幾百mA左右。峰值觸發(fā)電壓不宜超過10V，峰值觸發(fā)電流也不宜超過2A。A、K間導(dǎo)通壓降為1—2V。