可控硅基礎知識95212課件

單向可控硅晶體管模型KG玻璃鈍化玻璃鈍化單向可控硅平面和縱向結構柵極懸空時，BG1和BG2截止,沒有電流流過負載電阻RL。柵極輸入一個正脈沖電壓時,BG2道通，VCE(BG2)下降，VBE(BG1)升高。正反饋過程使BG1和BG2進入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止狀態(tài)進入道通狀態(tài)。由于正反饋的作用柵極沒有觸發(fā)將保持道通狀態(tài)不變。

可控硅工作原理-導通關閉電流（IL)單向可控硅I-V曲線正向?qū)妷海╒TM)正向?qū)娏?IT)正向漏電流（Idrm)擊穿電壓(Vdrm)反向漏電流（Irm)擊穿電壓(Vrm)維持電流（IH)閉鎖電流（IL）單向可控硅反向特性條件：控制極開路，陽極加上反向電壓時分析：J2結正偏，但J1、J2結反偏。當J1，J3結的雪崩擊穿后，電流迅速增加，如特性OR段所示，彎曲處的電壓URRM叫反向轉(zhuǎn)折電壓，也叫反向重復峰值電壓。結果：可控硅會發(fā)生永久性反向擊穿。

單向可控硅正向特性條件：控制極開路，陽極加正向電壓分析：J1、J3結正偏，J2結反偏，這與普通PN結的反向特性相似，也只能流過很小電流，如特性OA段所示，彎曲處的是UDRM叫：正向轉(zhuǎn)折電壓，也叫斷態(tài)重復峰值電壓。結果：正向阻斷狀態(tài)。單向可控硅等效結構單向可控硅觸發(fā)導通條件：控制極G上加入正向電壓分析：J3正偏，形成觸發(fā)電流IGT。內(nèi)部形成正反饋，加上IGT的作用，圖中的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。結果：可控硅提前導通。狀態(tài)

條件說明從關斷到導通

1、陽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、陽極電位高于陰極電位

2、陽極電流大于維持電流

兩者缺一不可

從導通到關斷

1、陽極電位低于陰極電位

2、陽極電流小于維持電流

任一條件即可

單向可控硅導通和關斷條件單向可控硅電參數(shù)序號

參數(shù)

符號11門極（觸發(fā)極）峰值電流I(GM)12門極（觸發(fā)極）峰值電壓V(GM)13門極（觸發(fā)極）反向峰值電壓V(RGM)14門極（觸發(fā)極）峰值功耗P(GM)15門極（觸發(fā)極）平均功耗PG

(AV)16斷態(tài)電壓換向變化率dVD/dt17通態(tài)電流換向變化率dIT/dt18控制極觸發(fā)導通時間tgt19維持電流

IH20關閉電流

IL雙向可控硅等效結構雙向可控硅觸發(fā)模式雙向可控硅平面和縱向結構T1G銅芯線電流估算雙向可控硅I-V曲線雙向可控硅優(yōu)缺點優(yōu)點：雙向可控硅可以用門極和T1間的正向或負向電流觸發(fā)。因而能在四個“象限”觸發(fā)缺點：1.高IGT->需要高峰值IG。2.由IG觸發(fā)到負載電流開始流動，兩者之間遲后時間較長–>要求IG維持較長時間。3.低得多的dIT/dt承受能力—>若控制負載具有高dI/dt值（例如白熾燈的冷燈絲），門極可能發(fā)生強烈退化。4.高IL值（1-工況亦如此）—>對于很小的負載，若在電源半周起始點導通，可能需要較長時間的IG，才能讓負載電流達到較高的IL?？煽毓琛畻l黃金規(guī)則規(guī)則6.假如雙向可控硅的VDRM在嚴重的、異常的電源瞬間過程中有可能被超出，采用下列措施之一：負載上串聯(lián)電感量為幾μH的不飽和電感，以限制dIT/dt；用MOV跨接于電源，并在電源側(cè)增加濾波電路。規(guī)則7.選用好的門極觸發(fā)電路，避開3+象限工況，可以最大限度提高雙向可控硅的dIT/dt承受能力。規(guī)則8.若雙向可控硅的dIT/dt有可能被超出，負載上最好串聯(lián)一個幾μH的無鐵芯電感或負溫度系數(shù)的熱敏電阻。另一種解決辦法：對電阻性負載采用零電壓導通。規(guī)則9.器件固定到散熱器時，避免讓雙向可控硅受到應力。固定，然后焊接引線。不要把鉚釘芯軸放在器件接口片一側(cè)。規(guī)則10.為了長期可靠工作，應保證Rthj-a足夠低，維持Tj不高于Tjmax,其值相應于可能的最高環(huán)境溫度。三象限（無緩沖）雙向可控硅

3Q雙向可控硅具有和4Q雙向可控硅不同的內(nèi)部結構，它在門極沒有臨界的重疊結構。這使它不能在3+象限工作，但由于排除了3+象限的觸發(fā)，同時避開了4Q雙向可控硅的缺點。由于大部分電路工作在1+和3-象限（用于相位控制），或者工作在1-和3-象限（用于簡單的極性觸發(fā)，信號來自IC電路和其它電子驅(qū)動電路），因而和所取得的優(yōu)點比較，損失3+象限的工作能力是微不足道的代價。3Q雙向可控硅為初始產(chǎn)品制造廠帶來的好處1.高dVCOM/dt值性能,不需緩沖電路2．高dVD/dt值性能,不需緩沖電路3.高dICOM/dt值性能，不必串聯(lián)電感雙向可控硅的命名BT

134–600

E

前綴字母表示：B：雙向T：三端BT：三端雙向可控硅，全部非絕緣型電流值表示：131=1A134=4A136=4A137=8A138=12A139=16A電壓值表示：400=400V600=600V800=800V1000=1000V1200=1200V觸發(fā)電流表示：D：IGT1-3≤5mAIGT4≤10mAE：IGT1-3≤10mAIGT4≤25mAF：IGT1-3≤25mAIGT4≤70mAG：IGT1-3≤50mAIGT4≤100mA可控硅可控硅—十條黃金規(guī)則規(guī)則1.為了導通閘流管（或雙向可控硅），必須有門極電流≧IGT，直至負載電流達到≧IL。這條件必須滿足，并按可能遇到的最低溫度考慮。規(guī)則2.要斷開（切換）閘流管（或雙向可控硅），負載電流必須<IH,并維持足夠長的時間，使能回復至截止狀態(tài)。在可能的最高運行溫度下必須滿足上述條件。規(guī)則3.設計雙向可控硅觸發(fā)電路時，只要有可能，就要避開3+象限（WT2-，+）。規(guī)則4.為減少雜波吸收，門極連線長度降至最低。返回線直接連至MT1（或陰極）。若用硬線，用螺旋雙線或屏蔽線。門極和MT1間加電阻1kΩ或更小。高頻旁路電容和門