可控硅的伏安特性
發(fā)布時(shí)間: 2022-07-01 11:41:26 人氣:378 次
可控硅的伏安特性是指可控硅的陽(yáng)極A和陰極K之間的電壓與可控硅的陽(yáng)極電流之間的關(guān)系。晶閘管一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,可作為大功率驅(qū)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。可控硅通常被稱之為功率半導(dǎo)體模塊(semiconductor module)。最早是在1970年由西門康公司率先將模塊原理引入電力電子技術(shù)領(lǐng)域,是采用模塊封裝形式,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。降壓硅鏈繼電器輸入信號(hào)與TTL和COMS數(shù)字邏輯電路兼容。正向特征在第一象限,反向特征在第三象限。
(1) 反向特性
當(dāng)柵極G開著,外加反向電壓時(shí),J2結(jié)正偏,而J1,J2結(jié)相反。當(dāng)電壓進(jìn)一步升高到J1結(jié)雪崩擊穿電壓時(shí),J3結(jié)擊穿,電流迅速增大。圖2特征曲線的或截面開始彎曲。彎曲處的電壓Uro稱為“反向轉(zhuǎn)動(dòng)電壓”??煽毓鑼⒎聪驌舸?。
(2) 正向特性
當(dāng)柵極G打開,陽(yáng)極A加正向影響電壓時(shí),j1和j3結(jié)偏壓為正,而j2結(jié)偏壓為負(fù),這與我們普通pn結(jié)的反向傳播特性進(jìn)行相似,只能可以通過一個(gè)很小的電流。這稱為中國(guó)正向阻塞管理狀態(tài)。當(dāng)電壓水平升高時(shí),特性變化曲線的OA段開始出現(xiàn)彎曲。彎曲處的電壓Ubo被稱為“正向旋轉(zhuǎn)工作電壓”。
當(dāng)電壓上升到J2結(jié)的雪崩擊穿電壓時(shí),在J2結(jié)上產(chǎn)生大量的電子和空穴。電子進(jìn)入N1區(qū),空穴進(jìn)入P2區(qū)。進(jìn)入n1區(qū)域的電子與通過p1區(qū)域的j1結(jié)注入到n1區(qū)域的空穴重新結(jié)合。同樣地,進(jìn)入P2區(qū)域的空穴與通過N2區(qū)域的J3結(jié)注入到P2區(qū)域的電子結(jié)合。雪崩擊穿后,進(jìn)入N1區(qū)的電子和進(jìn)入P2區(qū)的空穴并不全部合并。因此,n1區(qū)有電子積累,p2區(qū)有空穴積累。因此,p2區(qū)電位的增加在n1區(qū)減小,j2結(jié)成為正偏置。只要電流略有增加,電壓就會(huì)迅速下降,從而產(chǎn)生所謂的負(fù)電阻特性,如圖2的虛線AB部分所示。此時(shí),J1、J2和J3的三個(gè)結(jié)均呈正偏置,可控硅進(jìn)入正導(dǎo)電態(tài),具有與普通PN結(jié)相似的特征。
(3) 觸發(fā)導(dǎo)通
當(dāng)正向電壓施加到G柵極時(shí)(如圖1所示)。 5),由于J3偏壓,p2區(qū)的空穴進(jìn)入n2區(qū),n2區(qū)的電子進(jìn)入p2區(qū),形成觸發(fā)電流IGT。 在晶閘管內(nèi)部正反饋和IGT功能的基礎(chǔ)上,提前打開晶閘管,使電壓-安培特性O(shè)A部分向左移動(dòng),IGT越大,特性向左移動(dòng)越快。