可控硅常识的问答
一、可控硅的概念和结构？
晶闸管又名可控硅。自从20世纪50年代面世以来现已开展成了一个大的宗族，它的首要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今日咱们运用的是单向晶闸管，也便是人们常说的一般晶闸管，它是由四层半导体资料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：榜首层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫操控极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕能够看到，它和二极管相同是一种独自向导电的器材，关键是多了一个操控极G，这就使它具有与二极管彻底不同的作业特性。
图2
二、晶闸管的首要作业特性
为了能够直观地知道晶闸管的作业特性，咱们先看这块示教板(图3)。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，经过开关S接在直流电源上。留意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，操控极G经过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这儿运用的是KP5型晶闸管，若选用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种衔接办法叫做正向衔接，也便是说，给晶闸管阳极和操控极所加的都是正向电压。现在咱们合上电源开关S，小灯泡不亮，阐明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给操控极输入一个触发电压，小灯泡亮了，阐明晶闸管导通了。这个演示试验给了咱们什么启示呢?
图3
这个试验告知咱们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的操控极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，依然保持导通状况。
晶闸管的特色： 是“剑拔弩张”。可是，假如阳极或操控极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。操控极的作用是经过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么办法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，能够断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于保持导通的最小值(称为保持电流)。假如晶闸管阳极和阴极之间外加的是沟通电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。
三、用万用表能够区别晶闸管的三个电极吗?怎样测验晶闸管的好坏呢?
一般晶闸管的三个电极能够用万用表欧姆挡R×100挡位来测。咱们知道，晶闸管G、K之间是一个PN结〔图2(a)〕，相当于一个二极管，G为正极、K为负极，所以，依照测验二极管的办法，找出三个极中的两个极，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表黑表笔接的是操控极G，红表笔接的是阴极K，剩余的一个便是阳极A了。测验晶闸管的好坏，能够用方才演示用的示教板电路(图3)。接通电源开关S，按一下按钮开关SB，灯泡发光便是好的，不发光便是坏的
四、晶闸管在电路中的首要用处是什么?
一般晶闸管最基本的用处便是可控整流。咱们了解的二极管整流电路归于不可控整流电路。假如把二极管换成晶闸管，就能够构成可控整流电路。现在我画一个最简略的单相半波可控整流电路〔图4(a)〕。在正弦沟通电压U2的正半周期间，假如VS的操控极没有输入触发脉冲Ug，VS依然不能导通，只要在U2处于正半周，在操控极外加触发脉冲Ug时，晶闸管被触发导通。现在，画出它的波形图〔图4(c)及(d)〕，能够看到，只要在触发脉冲Ug到来时，负载RL上才有电压UL输出(波形图上暗影部分)。Ug到来得早，晶闸管导通的时间就早；Ug到来得晚，晶闸管导通的时间就晚。经过改动操控极上触发脉冲Ug到来的时间，就能够调理负载上输出电压的平均值UL(暗影部分的面积巨细)。在电工技能中，常把沟通电的半个周期定为180°，称为电视点。这样，在U2的每个正半周，从零值开端到触发脉冲到来瞬间所阅历的电视点称为操控角α；在每个正半周内晶闸管导通的电视点叫导通角θ。很明显，α和θ都是用来表明晶闸管在接受正向电压的半个周期的导通或阻断规模的。经过改动操控角α或导通角θ，改动负载上脉冲直流电压的平均值UL，完成了可控整流。
五、在桥式整流电路中，把二极管都换成晶闸管是不是就成了可控整流电路了呢?
在桥式整流电路中，只需要把两个二极管换成晶闸管就能构满足波可控整流电路了。现在画出电路图和波形图(图5)，就能看理解了。
六、晶闸管操控极所需的触发脉冲是怎样发作的呢?
晶闸管触发电路的方式许多，常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、使用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路，等等。今日咱们制造的调压器，选用的是单结晶体管触发电路。
七、什么是单结晶体管?它有什么特别功能呢?
单结晶体管又名双基极二极管，是由一个PN结和三个电极构成的半导体器材(图6)。咱们先画出它的结构示意图〔图7(a)〕。在一块N型硅片两头，制造两个电极，别离叫做榜首基极B1和第二基极B2；硅片的另一侧接近B2处制造了一个PN结，相当于一只二极管，在P区引出的电极叫发射极E。为了剖析便利，能够把B1、B2之间的N型区域等效为一个纯电阻RBB，称为基区电阻，并可看作是两个电阻RB2、RB1的串联〔图7(b)〕。值得留意的是RB1的阻值会随发射极电流IE的改动而改动，具有可变电阻的特性。假如在两个基极B2、B1之间加上一个直流电压UBB，则A点的电压UA为：若发射极电压UE<UA，二极管VD截止；当UE大于单结晶体管的峰点电压UP(UP=UD＋UA)时，二极管VD导通，发射极电流IE注入RB1，使RB1的阻值急剧变小，E点电位UE随之下降，呈现了IE增大UE反而下降的现象，称为负阻效应。发射极电流IE持续添加，发射极电压UE不断下降，当UE下降到谷点电压UV以下时，单结晶体管就进入截止状况。
八、怎样使用单结晶体管组成晶闸管触发电路呢?
单结晶体管组成的触发脉冲发作电路在今日咱们制造的调压器中现已详细应用了。为了阐明它的作业原理，咱们独自画出单结晶体管张弛振动器的电路(图8)。它是由单结晶体管和RC充放电电路组成的。合上电源开关S后，电源UBB经电位器RP向电容器C充电，电容器上的电压UC按指数规则上升。当UC上升到单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管忽然导通，基区电阻RB1急剧减小，电容器C经过PN结向电阻R1敏捷放电，使R1两头电压Ug发作一个正跳变，构成峻峭的脉冲前沿〔图8(b)〕。跟着电容器C的放电，UE按指数规则下降，直到低于谷点电压UV时单结晶体管截止。这样，在R1两头输出的是尖顶触发脉冲。此刻，电源UBB又开端给电容器C充电，进入第二个充放电进程。这样循环往复，电路中进行着周期性的振动。调理RP能够改动振动周期。
九、在可控整流电路的波形图中，发现晶闸管接受正向电压的每半个周期内，宣布榜首个触发脉冲的时间都相同，也便是操控角α和导通角θ都持平，那么，单结晶体管张弛振动器怎样才能与沟通电源精确地合作以完成有用的操控呢?
为了完成整流电路输出电压“可控”，有必要使晶闸管接受正向电压的每半个周期内，触发电路宣布榜首个触发脉冲的时间都相同，这种相互合作的作业办法，称为触发脉冲与电源同步。
怎样才能做到同步呢?咱们再看调压器的电路图(图1)。请留意，在这儿单结晶体管张弛振动器的电源是取自桥式整流电路输出的全波脉冲直流电压。在晶闸管没有导通时，张弛振动器的电容器C被电源充电，UC按指数规则上升到峰点电压UP时，单结晶体管VT导通，在VS导通期间，负载RL上有沟通电压和电流，与此同时，导通的VS两头电压降很小，迫使张弛振动器停止作业。当沟通电压过零瞬间，晶闸管VS被逼关断，张弛振动器得电，又开端给电容器C充电，重复以上进程。这样，每次沟通电压过零后，张弛振动器宣布榜首个触发脉冲的时间都相同，这个时间取决于RP的阻值和C的电容量。调理RP的阻值，就能够改动电容器C的充电时间，也就改动了榜首个Ug宣布的时间，相应地改动了晶闸管的操控角，使负载RL上输出电压的平均值发作改动，到达调压的意图。
双向晶闸管的T1和T2不能交换。否则会损坏管子和相关的操控电路。
