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可控硅整流器的工作原理
2020-08-16
廣州科譽(yù)
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可控硅整流的工作原理
可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier，簡稱SCR,也叫做晶體閘流管)是一種4層的PNPN半導(dǎo)體。其內(nèi)部擁有3組PN結(jié)構(gòu)造。是一種大功率電器元件，它具有體積小、效率高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在自動控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
對于PNPN結(jié)合的半導(dǎo)體來說，無論是將其左邊設(shè)為正極還是將其右邊設(shè)為正極，從任何一方看過去都有反向的PN結(jié)(截止?fàn)顟B(tài))存在。例如,左端接正極,則P1N1和P2N2的兩個結(jié)為正向，但N1P2成反向。在此情況下，電流是不可能導(dǎo)通的。
廣州科譽(yù)電子在這提醒大家：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕侵拔覀儗W(xué)習(xí)的PNP型和NPN型的晶體管又是如何導(dǎo)通電流的呢？
接下來我們試將P1N1P2N2的4層半導(dǎo)體的P1層接上電池的正極、N2層接上負(fù)極之后，再將另外一組電池的正極接到P2層，負(fù)極接到N2層上，結(jié)果電流導(dǎo)通整個元件。這個是為什么呢？
首先，我們把P1N1P2N2的 4層看成是由P1N1P2層與N1P2N2層復(fù)合而成的。即把它看成是由PNP型晶體管與NPN型晶體管的復(fù)合。對于P2N2來說，如圖所示加載的是正向電壓，發(fā)生電子、空穴的移動。
此時，從N2區(qū)域穿過P2進(jìn)入基極區(qū)域N1中的電子全部流人上層P1N1P2晶體管的基極區(qū)域N1。進(jìn)入上層晶體管基極區(qū)域的電子促使上層發(fā)射極區(qū)域的空穴移動,進(jìn)一步導(dǎo)致集電極區(qū)域 P1的空穴擴(kuò)散。
通過上述動作的反復(fù),則電流導(dǎo)通可控硅整流器整個元件。對于PNPN層的兩端來說，原本無論加載怎樣方向的電壓都不能導(dǎo)通，可以通過對其中間的PN層施加正向電壓,導(dǎo)通整個元件。
可控硅的P1 層的端子稱為陽極(A),N2層的端子稱為陰極(K),P2層的端子稱為柵極(G)。換言之，通過對柵極陰極之間加載正向電壓就可以導(dǎo)通陽極-柵極。
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