晶閘管(可控硅)知識(shí)

怎樣用數(shù)字萬(wàn)用表判斷單向晶閘管的極性單項(xiàng)晶閘管分為PNPN和NPNP兩種，各有三個(gè)管腳分別為陽(yáng)極、控制極、陰極！用數(shù)字式萬(wàn)用表的晶體管檔（兩個(gè)表筆接到一塊會(huì)響那個(gè)檔），PNPN型：用萬(wàn)用表分別測(cè)這三個(gè)管腳（要正反各一次，也就是說(shuō)一個(gè)管最多測(cè)六次），其中這六次只有一次有數(shù)值，當(dāng)顯示器上有數(shù)值時(shí)紅表筆（正極）接控制極，黑表（負(fù)極）筆接陰極，另外一個(gè)管腳就是陽(yáng)極NPNP型管與此步驟相同，只不過(guò)最后紅表筆接陰極，黑表筆接控制極！、可控硅符號(hào)與性能介紹可控硅符號(hào)可控硅也稱作晶閘管，它是由PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成的元件，有三個(gè)電極，陽(yáng)極A,陰極K和控制極G?？煽毓柙陔娐分心軌?qū)崿F(xiàn)交流電的無(wú)觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流,并且不象繼電器那樣控制時(shí)有火花產(chǎn)生，而且動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性好。在調(diào)速、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。可控硅分為單向的和雙向的，符號(hào)也不同。單向可控硅有三個(gè)PN結(jié)，由最外層的P極和N極引出兩個(gè)電極，分別稱為陽(yáng)極和陰極，由中間的P極引出一個(gè)控制極。單向可控硅有其獨(dú)特的特性：當(dāng)陽(yáng)極接反向電壓，或者陽(yáng)極接正向電壓但控制極不加電壓時(shí)，它都不導(dǎo)通，而陽(yáng)極和控制極同時(shí)接正向電壓時(shí)，它就會(huì)變成導(dǎo)通狀態(tài)。一旦導(dǎo)通，控制電壓便失去了對(duì)它的控制作用，不論有沒(méi)有控制電壓，也不論控制電壓的極性如何，將一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。要想關(guān)斷，只有把陽(yáng)極電壓降低到某一臨界值或者反向。雙向可控硅的引腳多數(shù)是按Tl、T2、G的順序從左至右排列（電極引腳向下，面對(duì)有字符的一面時(shí)）。加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時(shí)間改變時(shí)，就能改變其導(dǎo)通電流的大小。與單向可控硅的區(qū)別是，雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時(shí)，其導(dǎo)通方向就隨著極性的變化而改變，從而能夠控制交流電負(fù)載。而單向可控硅經(jīng)觸發(fā)后只能從陽(yáng)極向陰極單方向?qū)?，所以可控硅有單雙向之分。

電子制作中常用可控硅，單向的有MCR—100等，雙向的有TLC336等。這是TLC336的樣子：二、向強(qiáng)電沖擊的先鋒—可控硅可控硅是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。實(shí)際上，可控硅的功用不僅是整流，它還可以用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)以快速接通或切斷電路，實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電，等等?？煽毓韬推渌雽?dǎo)體器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件?？煽毓璧慕Y(jié)構(gòu)和特性可控硅從外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三種。螺旋式的應(yīng)用較多?？煽毓栌腥齻€(gè)電極——陽(yáng)極（A）陰極（C）和控制極（G）。它有管芯是P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體交迭組成的四層結(jié)構(gòu)，共有三個(gè)PN結(jié)?？煽毓韬椭挥幸粋€(gè)PN結(jié)的硅整流二極度管在結(jié)構(gòu)上迥然不同?？煽毓璧乃膶咏Y(jié)構(gòu)和控制極的引用，為其發(fā)揮“以小控大”的優(yōu)異控制特性奠定了基礎(chǔ)。在應(yīng)用可控硅時(shí)，只要在控制極加上很小的電流或電壓，就能控制很大的陽(yáng)極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達(dá)幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅?？煽毓铻槭裁雌溆小耙孕】卮蟆钡目煽匦阅?？首先，我們可以把從陰極向上數(shù)的第一、二、三層看面是一只NPN型號(hào)晶體管，而二、三四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用。當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間加上一個(gè)正向電壓Ea，又在控制極G和陰極C之間（相當(dāng)BG1的基一射間）輸入一個(gè)正的觸發(fā)信號(hào)，BG1將產(chǎn)生基極電流Ib1，經(jīng)放大，BG1將有一個(gè)放大了卩1倍的集電極電流IC1。因?yàn)锽G1集電極與BG2基極相連，IC1又是BG2的基極電流Ib2。BG2又把比Ib2（Ib1）放大了卩2的集電極電流IC2送回BG1的基極放大。如此循環(huán)放大，直到BG1、BG2完全導(dǎo)通。實(shí)際這一過(guò)程是“一觸即發(fā)”的過(guò)程，對(duì)可控硅來(lái)說(shuō)，觸發(fā)信號(hào)加入控制極，可控硅立即導(dǎo)通。導(dǎo)通的時(shí)間主要決定于可控硅的性能?？煽毓枰唤?jīng)觸發(fā)導(dǎo)通后，由于循環(huán)反饋的原因，流入BG1基極的電流已不只是初始的Ib1，而是經(jīng)過(guò)BG1、BG2放大后的電流（卩1邛2*Ib1）這一電流遠(yuǎn)大于Ibl，足以保持BG1的持續(xù)導(dǎo)通。此時(shí)觸發(fā)信號(hào)即使消失，可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)只有斷開(kāi)電源Ea或降低Ea，使BG1、BG2中的集電極電流小于維持導(dǎo)通的最小值時(shí)，可控硅方可關(guān)斷。當(dāng)然，如果Ea極性反接，BG1、BG2由于受到反向電壓作用將處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，即使輸入觸發(fā)信號(hào)，可控硅也不能工作。反過(guò)來(lái)，Ea接成正向，而觸動(dòng)發(fā)信號(hào)是負(fù)的，可控硅也不能導(dǎo)通另外，如果不加觸發(fā)信號(hào)，而正向陽(yáng)極電壓大到超過(guò)一定值時(shí)，可控硅也會(huì)導(dǎo)通，但已屬于非正常工作情況了?？煽毓柽@種通過(guò)觸發(fā)信號(hào)(小的觸發(fā)電流)來(lái)控制導(dǎo)通(可控硅中通過(guò)大電流的可控特性，正是它區(qū)別于普通硅整流二極管的重要特征?？煽毓璧闹饕獏?shù)可控硅的主要參數(shù)有：額定通態(tài)平均電流IT在一定條件下，陽(yáng)極---陰極間可以連續(xù)通過(guò)的50赫茲正弦半波電流的平均值。正向阻斷峰值電壓VPF在控制極開(kāi)路未加觸發(fā)信號(hào)，陽(yáng)極正向電壓還未超過(guò)導(dǎo)能電壓時(shí)，可以重復(fù)加在可控硅兩端的正向峰值電壓?？煽毓璩惺艿恼螂妷悍逯担荒艹^(guò)手冊(cè)給出的這個(gè)參數(shù)值。反向陰斷峰值電壓VPR當(dāng)可控硅加反向電壓，處于反向關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，可以重復(fù)加在可控硅兩端的反向峰值電壓。使用時(shí)，不能超過(guò)手冊(cè)給出的這個(gè)參數(shù)值。⑷控制極觸發(fā)電流Igl、觸發(fā)電壓VGT在規(guī)定的環(huán)境溫度下，陽(yáng)極一一陰極間加有一定電壓時(shí)，可控硅從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所需要的最小控制極電流和電壓。(5)維持電流IH在規(guī)定溫度下，控制極斷路，維持可控硅導(dǎo)通所必需的最小陽(yáng)極正向電流近年來(lái)，許多新型可控硅元件相繼問(wèn)世，如適于高頻應(yīng)用的快速可控硅，可以用正或負(fù)的觸發(fā)信號(hào)控制兩個(gè)方向?qū)ǖ碾p向可控硅，可以用正觸發(fā)信號(hào)使其導(dǎo)通，用負(fù)觸發(fā)信號(hào)使其關(guān)斷的可控硅等等。單向晶閘管(可控硅)管腳極性及好壞檢測(cè)方法單向晶閘管的檢測(cè)⑴判別各電極：根據(jù)普通晶閘管的結(jié)構(gòu)可知，其門(mén)極G與陰極K極之間為一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娞匦?，而?yáng)極A與門(mén)極之間有兩個(gè)反極性串聯(lián)的PN結(jié)。因此，通過(guò)用萬(wàn)用表的RX100或RXIkQ檔測(cè)量普通晶閘管各引腳之間的電阻值，即能確定三個(gè)電極。具體方法是：將萬(wàn)用表黑表筆任接晶閘管某一極，紅表筆依次去觸碰另外兩個(gè)電極。若測(cè)量結(jié)果有一次阻值為幾千歐姆(kQ)，而另一次阻值為幾百歐姆(Q)，則可判定黑表筆接的是門(mén)極Go在阻值為幾百歐姆的測(cè)量中，紅表筆接的是陰極K,而在阻值為幾千歐姆的那次測(cè)量中，紅表筆接的是陽(yáng)極A,若兩次測(cè)出的阻值均很大，則說(shuō)明黑表筆接的不是門(mén)極G,應(yīng)用同樣方法改測(cè)其他電極，直到找出三個(gè)電極為止。也可以測(cè)任兩腳之間的正、反向電阻，若正、反向電阻均接近無(wú)窮大，則兩極即為陽(yáng)極A和陰極K,而另一腳即為門(mén)極Go普通晶閘管也可以根據(jù)其封裝形式來(lái)判斷出各電極。例如：螺栓形普通晶閘管的螺栓一端為陽(yáng)極A,較細(xì)的引線端為門(mén)極G,較粗的引線端為陰極Ko平板形普通晶閘管的引出線端為門(mén)極G,平面端為陽(yáng)極A,另一端為陰極Ko金屬殼封裝(TO—3)的普通晶閘管，其外殼為陽(yáng)極Ao塑封(TO—220)的普通晶閘管的中間引腳為陽(yáng)極A,且多與自帶散熱片相連。圖1為幾種普通晶閘管的引腳排列。

MCR100-6F0RIBMCR100-6F0RIBKGAGAKCR3AMTnKAGKGAGAKCR3AMTnKAG3CT51幾種普通晶閘管的引腳排列皿3馴旳工血（2）判斷其好壞：用萬(wàn)用表RX1kQ檔測(cè)量普通晶閘管陽(yáng)極A與陰極K之間的正、反向電阻，正常時(shí)均應(yīng)為無(wú)窮大（-）;若測(cè)得A、K之間的正、反向電阻值為零或阻值均較小，則說(shuō)明晶閘管內(nèi)部擊穿短路或漏電。測(cè)量門(mén)極G與陰極K之間的正、反向電阻值，正常時(shí)應(yīng)有類似二極管的正、反向電阻值（實(shí)際測(cè)量結(jié)果要較普通二極管的正、反向電阻值小一些），即正向電阻值較小（小于2kQ），反向電阻值較大（大于80kQ）。若兩次測(cè)量的電阻值均很大或均很小，則說(shuō)明該晶閘管G、K極之間開(kāi)路或短路。若正、反電阻值均相等或接近，則說(shuō)明該晶閘管已失效，其G、K極問(wèn)PN結(jié)已失去單向?qū)щ娮饔?。測(cè)量陽(yáng)極A與門(mén)極G之間的正、反向電阻，正常時(shí)兩個(gè)阻值均應(yīng)為幾百千歐姆（kQ）或無(wú)窮大，若出現(xiàn)正、反向電阻值不一樣（有類似二極管的單向?qū)щ姡?。則是G、A極之間反向串聯(lián)的兩個(gè)PN結(jié)中的一個(gè)已擊穿短路。⑶觸發(fā)能力檢測(cè)：對(duì)于小功率（工作電流為5A以下）的普通晶閘管，可用萬(wàn)用表RX1檔測(cè)量。測(cè)量時(shí)黑表筆接陽(yáng)極A,紅表筆接陰極K,此時(shí)表針不動(dòng)，顯示阻值為無(wú)窮大（^）。用鑷子或?qū)Ь€將晶閘管的陽(yáng)極A與門(mén)極短路（見(jiàn)圖2）,相當(dāng)于給G極加上正向觸發(fā)電壓，此時(shí)若電阻值為幾歐姆至幾十歐姆（具體阻值根據(jù)晶閘管的型號(hào)不同會(huì)有所差異），則表明晶閘管因正向觸發(fā)而導(dǎo)通。再斷開(kāi)A極與G極的連接（A、K極上的表筆不動(dòng)，只將G極的觸發(fā)電壓斷掉）。若表針示值仍保持在幾歐姆至幾十歐姆的位置不動(dòng)，則說(shuō)明此晶閘管的觸發(fā)性能良好。

對(duì)于工作電流在5A以上的中、大功率普通晶閘管，因其通態(tài)壓降VT維持電流IH及門(mén)極觸發(fā)電壓Vo均相對(duì)較大，萬(wàn)用表RX1kQ檔所提供的電流偏低，晶閘管不能完全導(dǎo)通，故檢測(cè)時(shí)可在黑表筆端串接一只200Q可調(diào)電阻和1?3節(jié)1.5V干電池（視被測(cè)晶閘管的容量而定，其工作電流大于100A的，應(yīng)用3節(jié)1.5V干電池），如圖3所示。RP200Q1_|3用萬(wàn)用衰測(cè)量大功率普通晶閘管的觸發(fā)y能丸呵也可以用圖4中的測(cè)試電路測(cè)試普通晶閘管的觸發(fā)能力。電路中，vT為被測(cè)晶閘管，HL為6.3

V指示燈（手電筒中的小電珠），GB為6V電源（可使用4節(jié)1.5V干電池或6V穩(wěn)壓電源），S為按鈕，R為限流電阻。HL■6VGB4普通晶閘管的測(cè)試電路吹"9噸gm當(dāng)按鈕S未接通時(shí)，晶閘管VT處于阻斷狀態(tài)，指示燈HL不亮（若此時(shí)HL亮，則是vT擊穿或漏電損壞）。按動(dòng)一下按鈕S后（使S接通一下，為晶閘管VT的門(mén)極G提供觸發(fā)電壓），若指示燈HL一直點(diǎn)亮，則說(shuō)明晶閘管的觸發(fā)能力良好。若指示燈亮度偏低，則表明晶閘管性能不良、導(dǎo)通壓降大（正常時(shí)導(dǎo)通壓降應(yīng)為1v左右）。若按鈕S接通時(shí)，指示燈亮，而按鈕S斷開(kāi)時(shí)，指示燈熄滅，則說(shuō)明晶閘管已損壞，觸發(fā)性能不良。雙向晶閘管（可控硅）的電極,好壞及觸發(fā)能力檢測(cè)方法⑴判別各電極：用萬(wàn)用表RX1或RX10檔分別測(cè)量雙向晶閘管三個(gè)引腳間的正、反向電阻值,若測(cè)得某一管腳與其他兩腳均不通，則此腳便是主電極T2。找出T2極之后，剩下的兩腳便是主電極Tl和門(mén)極G3。測(cè)量這兩腳之間的正、反向電阻值，會(huì)測(cè)得兩個(gè)均較小的電阻值。在電阻值較?。s幾十歐姆）的一次測(cè)量中，黑表筆接的是主電極T1,紅表筆接的是門(mén)極Go螺栓形雙向晶閘管的螺栓一端為主電極T2,較細(xì)的引線端為門(mén)極G,較粗的引線端為主電極T1。金屬封裝（To—3）雙向晶閘管的外殼為主電極T2o塑封(TO—220)雙向晶閘管的中間引腳為主電極T2,該極通常與自帶小散熱片相連。圖5是幾種雙向晶閘管的引腳排列。MAC97A6T1GT2MAC97A6T1GT2圖5幾種雙向晶閘管的引腳排列判別其好壞：用萬(wàn)用表RX1或RX10檔測(cè)量雙向晶閘管的主電極T1與主電極T2之間、主電極T2與門(mén)極G之間的正、反向電阻值，正常時(shí)均應(yīng)接近無(wú)窮大。若測(cè)得電阻值均很小，則說(shuō)明該晶閘管電極問(wèn)已擊穿或漏電短路。測(cè)量主電極T1與門(mén)極G之問(wèn)的正、反向電阻值，正常時(shí)均應(yīng)在幾十歐姆(Q)至一百歐姆(Q)之間(黑表筆接T1極，紅表筆接G極時(shí)，測(cè)得的正向電阻值較反向電阻值略小一些)。若測(cè)得T1極與G極之間的正、反向電阻值均為無(wú)窮大，則說(shuō)明該晶閘管已開(kāi)路損壞。觸發(fā)能力檢測(cè)：對(duì)于工作電流為8A以下的小功率雙向晶閘管，可用萬(wàn)用表RX1檔直接測(cè)量。測(cè)量時(shí)先將黑表筆接主電極T2,紅表筆接主電極T1,然后用鑷子將T2極與門(mén)極G短路，給G極加上正極性觸發(fā)信號(hào)，若此時(shí)測(cè)得的電阻值由無(wú)窮大變?yōu)槭畮讱W姆(Q),則說(shuō)明該晶閘管已被觸發(fā)導(dǎo)通，導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)2-T1。再將黑表筆接主電極T1,紅表筆接主電極T2,用鑷子將T2極與門(mén)極G之間短路，給G極加上負(fù)極性觸發(fā)信號(hào)時(shí)，測(cè)得的電阻值應(yīng)由無(wú)窮大變?yōu)槭畮讱W姆，則說(shuō)明該晶閘管已被觸發(fā)導(dǎo)通，導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)1-T2。若在晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后斷開(kāi)G極，T2、T1極間不能維持低阻導(dǎo)通狀態(tài)而阻值變?yōu)闊o(wú)窮大，則說(shuō)明該雙向晶閘管性能不良或已經(jīng)損壞。若給G極加上正（或負(fù)）極性觸發(fā)信號(hào)后，晶閘管仍不導(dǎo)通（T1與T2間的正、反向電阻值仍為無(wú)窮大），則說(shuō)明該晶閘管已損壞，無(wú)觸發(fā)導(dǎo)通能力。對(duì)于工作電流在8A以上的中、大功率雙向晶閘管，在測(cè)量其觸發(fā)能力時(shí)，可先在萬(wàn)用表的某支表筆上串接1?3節(jié)1.5V干電池，然后再用RX1檔按上述方法測(cè)量。對(duì)于耐壓為400V以上的雙向晶閘管，也可以用220V交流電壓來(lái)測(cè)試其觸發(fā)能力及性能好壞。圖6是雙向晶閘管的測(cè)試電路。電路中，F(xiàn)L為60W/220V白熾燈泡，VT為被測(cè)雙向晶閘管，R將電源插頭接入市電后，雙向晶閘管處于截止?fàn)顟B(tài)，燈泡不亮（若此時(shí)燈泡正常發(fā)光，則說(shuō)明被測(cè)晶閘管的T1、T2極之間已擊穿短路；若燈泡微亮，則說(shuō)明被測(cè)晶閘管漏電損壞）。按動(dòng)一下按鈕S，為晶閘管的門(mén)極G提供觸發(fā)電壓信號(hào)，正常時(shí)晶閘管應(yīng)立即被觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡正常發(fā)光。若燈泡不能