按一机部IBI144一75的规定,普通型可控硅称为KP型可控硅整流元件(又叫KP型硅闸流管》。普通可控硅的型号采用如下格式标注:
额定速态平均屯成系列共分为14个,如表1一5所示。正反向重复蜂值屯压级别规定1000V以下的管子每100V为一级,1000V以上的管子每200V为一级。取电压教除以100做为级别标志,如表1-6所示。
通态平均电压组别依电压大小分为9组,用宇毋表示,如表1一所示。
例如.KP500-12D表示的是通态平均电流为500A,额定(正反向重复峰值)电压为1200V,管压降(通态平均电压)为0.6---0.7V的普通型可控硅。
综上所述,小结如下:
(1)可控硅一般做成螺栓形和平板形,有三个电极,用硅半导体材料制成的管芯由PNPN四层组成
(2)可控硅由关断转为导通必须同时具备两个条件:(1〕受正向阳极电压;(2)受正向门极电压。
(3)可控硅导通后,当阳极电流小干维持电流In时.可控硅关断。
(4)可控硅的特性主要是:1.阳极伏安特性曲线,2.门极伏安特性区。
(5)应在额定参数范围内使用可控硅。选择可控硅主要确定两个参致:
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。
晶闸管特性
可控硅为了能够直观地认识晶闸管的工作特性,大家先看这块示教板。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来,通过开关S接在直流电源上。注意阳极A是接电源的正极,阴极K接电源的负极,控制极G通过按钮开关SB接在1.5V直流电源的正极(这里使用的是KP1型晶闸管,若采用KP5型,应接在3V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接,也就是说,给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。合上电源开关S,小灯泡不亮,说明晶闸管没有导通;再按一下按钮开关SB,给控制极输入一个触发电压,小灯泡亮了,说明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢?
这个实验告诉我们,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,二是在它的控制极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,仍然维持导通状态。
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、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β1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β2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(β1β2Ib1)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。
可控硅这种通过触发信号(小的触发电流)来控制导通(可控硅中通过大电流)的可控特性,正是它区别于普通硅整流二极管的重要特征。
普通可控硅的三个电极可以用万用表欧姆挡R×100挡位来测。大家知道,晶闸管G、K之间是一个PN结(a),相当于一个二极管,G为正极、K为负极,所以,按照测试二极管的方法,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控制极G,可以用刚才演示用的示教板电路。接通电源开关S,按一下按钮开关SB,灯泡发光就是好的,不发光就是坏的。
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