晶闸管参数|可控硅|晶闸管的术语( 二 )


3:大功率高频可控硅通常用作工业中;高频熔炼炉等 。
可控硅(晶闸管)的电流电压变化
1、栅极上的噪声电平


在有电噪声的环境中,如果栅极上的噪声电压超过VGT,并有足够的栅电流激发可控硅(晶闸管)内部的正反馈,则也会被触发导通 。


应用安装时,首先要使栅极外的连线尽可能短 。当连线不能很短时,可用绞线或屏蔽线来减小干扰的侵入 。在然后G与MT1之间加一个1K的电阻来降低其灵敏度,也可以再并联一个100nf的电容,来滤掉高频噪声 。


2、关于转换电压变化率


当驱动一个大的电感性负载时,在负载电压和电流间有一个很大的相移 。当负载电流过零时,双向可控硅(晶闸管)开始换向,但由于相移的关系,电压将不会是零 。所以要求可控硅(晶闸管)要迅速关断这个电压 。如果这时换向电压的变化超过允许值时,就没有足够的时间使结间的电荷释放掉,而被迫使双向可控硅(晶闸管)回到导通状态 。


为了克服上述问题,可以在端子MT1和MT2之间加一个RC网络来限制电压的变化,以防止误触发 。一般,电阻取100R,电容取100nF 。值得注意的是此电阻不能省掉 。


3、关于转换电流变化率


当负载电流增大,电源频率的增高或电源为非正弦波时,会使转换电流变化率变高,这种情况最易在感性负载的情况下发生,很容易导致器件的损坏 。此时可以在负载回路中串联一只几毫亨的空气电感 。


4、关于可控硅(晶闸管)开路电压变化率DVD/DT


在处于截止状态的双向可控硅(晶闸管)两端加一个小于它的VDFM的高速变化的电压时,内部电容的电流会产生足够的栅电流来使可控硅(晶闸管)导通 。这在高温下尤为严重,在这种情况下可以在MT1和MT2间加一个RC缓冲电路来限制VD/DT,或可采用高速可控硅(晶闸管) 。


5、关于连续峰值开路电压VDRM


在电源不正常的情况下,可控硅(晶闸管)两端的电压会超过连续峰值开路电压VDRM的最大值,此时可控硅(晶闸管)的漏电流增大并击穿导通 。如果负载能允许很大的浪涌电流,那么硅片上局部的电流密度就很高,使这一小部分先导通 。导致芯片烧毁或损坏 。另外白炽灯,容性负载或短路保护电路会产生较高的浪涌电流,这时可外加滤波器和钳位电路来防止尖峰(毛刺)电压加到双向可控硅(晶闸管)上 。
可控硅(晶闸管)的测试方式
鉴别
可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种,螺旋式的应用较多 。可控硅有三个电极---阳极(A)阴极(C)和控制极(G) 。它有管芯是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构,共有三个PN结 。可控硅和只有一个PN结的硅整流二极度管在结构上迥然不同 。可控硅的四层结构和控制极的引用,为其发挥"以小控大"的优异控制特性奠定了基础 。在应用可控硅时,只要在控制极加上很小的电流或电压,就能控制很大的阳极电流或电压 。电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件 。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅,50安培以上的可控硅叫大功率可控硅 。


【晶闸管参数|可控硅|晶闸管的术语】

电压测方法
可控硅为什么其有"以小控大"的可控性呢?下面我们用图表-27来简单分析可控硅的工作原理 。


首先,可以把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只NPN型号晶体管,而二、三四层组成另一只PNP型晶体管 。其中第二、第三层为两管交迭共用 。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压Ea,又在控制极G和阴极C之间(相当BG1的基一射间)输入一个正的触发信号,BG1将产生基极电流Ib1,经放大,BG1将有一个放大了1倍的集电极电流IC1 。因为BG1集电极与BG2基极相连,IC1又是BG2的基极电流Ib2 。BG2又把比Ib2(Ib1)放大了2的集电极电流IC2送回BG1的基极放大 。如此循环放大,直到BG1、BG2完全导通 。实际这一过程是"一触即发"的过程,对可控硅来说,触发信号加入控制极,可控硅立即导通 。导通的时间主要决定于可控硅的性能 。


可控硅一经触发导通后,由于循环反馈的原因,流入BG1基极的电流已不只是初始的Ib1,而是经过BG1、BG2放大后的电流(1*2*Ib1)这一电流远大于Ib1,足以保持BG1的持续导通 。此时触发信号即使消失,可控硅仍保持导通状态只有断开电源Ea或降低Ea,使BG1、BG2中的集电极电流小于维持导通的最小值时,可控硅方可关断 。当然,如果Ea极性反接,BG1、BG2由于受到反向电压作用将处于截止状态 。这时,即使输入触发信号,可控硅也不能工作 。反过来,Ea接成正向,而触动发信号是负的,可控硅也不能导通 。另外,如果不加触发信号,而正向阳极电压大到超过一定值时,可控硅也会导通,但已属于非正常工作情况了 。