可控硅内部分析工作过程

发布时间:2023-12-28
可控硅t在工作过程中,它的阳极a和阴极k与电源和负载连接,组成可控硅的主电路,可控硅的门极g和阴极k与控制可控硅的装置连接,组成可控硅的控制电路。
从可控硅的内部分析工作过程:
可控硅是四层三端器件,它有j1、j2、j3三个pn结图1,可以把它中间的np分成两部分,构成一个pnp型三极管和一个npn型三极管的复合管图2
当可控硅承受正向阳极电压时,为使可控硅导铜,必须使承受反向电压的pn结j2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此,两个互相复合的晶体管电路,当有足够的门机电流ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通,晶体管饱和导通。
设pnp管和npn管的集电极电流相应为ic1和ic2;发射极电流相应为ia和ik;电流放大系数相应为a1=ic1/ia和a2=ic2/ik,设流过j2结的反相漏电电流为ic0,
可控硅的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和:
ia=ic1+ic2+ic0 或ia=a1ia+a2ik+ic0
若门极电流为ig,则可控硅阴极电流为ik=ia+ig
从而可以得出可控硅阳极电流为:i=(ic0+iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式
硅pnp管和硅npn管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化如图3所示。
当可控硅承受正向阳极电压,而门极未受电压的情况下,式(1—1)中,ig=0,(a1+a2)很小,故可控硅的阳极电流ia≈ic0 晶闸关处于正向阻断状态。当可控硅在正向阳极电压下,从门极g流入电流ig,由于足够大的ig流经npn管的发射结,从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流ic2流过pnp管的发射结,并提高了pnp管的电流放大系数a1,产生更大的极电极电流ic1流经npn管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。从图3,当a1和a2随发射极电流增加而(a1+a2)≈1时,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了可控硅的阳极电流ia.这时,流过可控硅的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。可控硅已处于正向导通状态。
式(1—1)中,在可控硅导通后,1-(a1+a2)≈0,即使此时门极电流ig=0,可控硅仍能保持原来的阳极电流ia而继续导通。可控硅在导通后,门极已失去作用。
在可控硅导通后,如果不断的减小电源电压或增大回路电阻,使阳极电流ia减小到维持电流ih以下时,由于a1和a1迅速下降,当1-(a1+a2)≈0时,可控硅恢复阻断状态。
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