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双向可控硅控制器工作原理
时间:2024-12-23 20:47:15
答案

1. 可控硅是一种具有四个层级的半导体器件,包含三个PN结,其工作原理可视为由PNP和NPN两种晶体管组成的结构来分析。当阳极A接上正向电压,同时BG1和BG2晶体管均处于放大状态。此时,若控制极G接受到一个正向触发信号,BG2会产生基极电流ib2,并通过放大作用得到集电极电流ic2=β2ib2。由于BG2的集电极与BG1的基极相连,故ib1=ic2。

2. 电流ic2继续通过BG1放大,产生集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2,此电流又返回至BG2的基极,形成正反馈,导致ib2持续增加。这种正反馈循环使得两个晶体管的电流迅速增长,可控硅因此进入饱和导通状态。

3. 由于BG1和BG2构成的正反馈机制,可控硅一旦导通便能够自行维持导通状态,即使控制极G的触发信号消失。因此,这种可控硅被称为不可关断的。

4. 可控硅表现出开关特性,它只有两种状态:导通和关断。要实现状态转换,需要满足特定条件:

A. 从关断到导通:阳极电位高于阴极电位,控制极获得足够的正向电压和电流。

B. 维持导通:阳极电位高于阴极电位,阳极电流大于维持电流。

C. 从导通到关断:阳极电位低于阴极电位,阳极电流小于维持电流,任一条件满足即可。

5. 触发导通过程中,在控制极G施加正向电压,J3区发生正偏,导致P2区的空穴向N2区移动,同时N2区的电子向P2区移动,形成触发电流IGT。在可控硅内部正反馈的基础上,IGT的作用使得可控硅提前导通,伏安特性曲线OA段因此左移,IGT的大小决定了特性左移的速度。

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