可控硅和固態(tài)繼電器的區別是什么
1、性能特點(diǎn):
可控硅:電壓低,電流低,速度快,封裝小。
固態(tài)繼電器:電壓高,電流高,速度慢,封裝大。
2、工作原理:
可控硅是P1N1P2N2四層三端結構元件,共有三個(gè)PN結,分析原理時(shí),可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成。
當陽(yáng)極A加上正向電壓時(shí),BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時(shí),如果從控制極G輸入一個(gè)正向觸發(fā)信號,BG2便有基流ib2流過(guò),經(jīng)BG2放大,其集電極電流ic2=β2ib2。因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連,所以ib1=ic2。此時(shí),電流ic2再經(jīng)BG1放大,于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個(gè)電流又流回到BG2的基極,表成正反饋,使ib2不斷增大,如此正向反饋循環(huán)的結果,兩個(gè)管子的電流劇增,可控硅使飽和導通。
由于BG1和BG2所構成的正反饋作用,所以一旦可控硅導通后,即使控制極G的電流消失了,可控硅仍然能夠維持導通狀態(tài),由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用,沒(méi)有關(guān)斷功能,所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。
由于可控硅只有導通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài),所以它具有開(kāi)關(guān)特性,這種特性需要一定的條件才能轉化。
狀態(tài)說(shuō)明
從關(guān)斷到導通
1、陽(yáng)極電位高于是陰極電位
2、控制極有足夠的正向電壓和電流
兩者缺一不可
維持導通
1、陽(yáng)極電位高于陰極電位
2、陽(yáng)極電流大于維持電流
兩者缺一不可
從導通到關(guān)
1、陽(yáng)極電位低于陰極電位
2、陽(yáng)極電流小于維持電流
任一條件即可
3、基本伏安特性
(1)反向特性
當控制極開(kāi)路,陽(yáng)極加上反向電壓時(shí),J2結正偏,但J1、J2結反偏。此時(shí)只能流過(guò)很小的反向飽和電流,當電壓進(jìn)一步提高到J1結的雪崩擊穿電壓后,接差J3結也擊穿,電流迅速增加,特性發(fā)生了彎曲,彎曲處的電壓URO叫“反向轉折電壓”。此時(shí),可控硅會(huì )發(fā)生永久性反向擊穿。
(2)正向特性
當控制極開(kāi)路,陽(yáng)極上加上正向電壓時(shí),J1、J3結正偏,但J2結反偏,這與普通PN結的反向特性相似,也只能流過(guò)很小電流,這叫正向阻斷狀態(tài),當電壓增加,特性發(fā)生了彎曲,彎曲處的是UBO叫,正向轉折電壓
陽(yáng)極加正向電壓
由于電壓升高到J2結的雪崩擊穿電壓后,J2結發(fā)生雪崩倍增效應,在結區產(chǎn)生大量的電子和空穴,電子時(shí)入N1區,空穴時(shí)入P2區。進(jìn)入N1區的電子與由P1區通過(guò)J1結注入N1區的空穴復合,同樣,進(jìn)入P2區的空穴與由N2區通過(guò)J3結注入P2區的電子復合,雪崩擊穿,進(jìn)入N1區的電子與進(jìn)入P2區的空穴各自不能全部復合掉,這樣,在N1區就有電子積累,在P2區就有空穴積累,結果使P2區的電位升高,N1區的電位下降,J2結變成正偏,只要電流稍增加,電壓便迅速下降,出現所謂負阻特性。
這時(shí)J1、J2、J3三個(gè)結均處于正偏,可控硅便進(jìn)入正向導電狀態(tài)---通態(tài),此時(shí),它的特性與普通的PN結正向特性相似
4、觸發(fā)導通
在控制極G上加入正向電壓時(shí)因J3正偏,P2區的空穴時(shí)入N2區,N2區的電子進(jìn)入P2區,形成觸發(fā)電流IGT。在可控硅的內部正反饋作用的基礎上,加上IGT的作用,使可控硅提前導通,導致伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。