可控硅模块(晶闸管)原理解析

2021-04-06

可控硅模块T在工作环节中,它的阳极A和阴极K与电源和负载联接,组成可控硅模块的主线路,可控硅模块的门极G和阴极K与控制可控硅模块的装置联接,组成可控硅模块的控制电路。

从可控硅模块的内部解析工作环节:

可控硅模块是四层三端器件,它有J1、J2、J33个PN结图1,能够把它中间的NP分为两部分,组成1个PNP型三极管和1个NPN型三极管的复合管图2

当可控硅模块承担正向阳极电压时,为使可控硅模块导铜,需要使其承担反向电压的PN结J2失去阻挡功能。图2中每一个晶体管的集电极电流量同时也是另1个晶体管的基极电流量。所以,2个互相复合的晶体管线路,当有充足的门机电流量Ig流入时,便会产生很强的正反馈,导致两晶体管饱和导通,晶体管饱和导通。

设PNP管和NPN管的集电极电流量对应为Ic1和Ic2;发射极电流量对应为Ia和Ik;电流量放大系数对应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,设流过J2结的反相漏电电流量为Ic0,

可控硅模块的阳极电流量等同于两管的集电极电流量和漏电流的总数:

Ia=Ic1+Ic2+Ic0或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0

若门极电流量为Ig,则可控硅模块阴极电流量为Ik=Ia+Ig

进而能够获得可控硅模块阳极电流量为:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式

硅PNP管和硅NPN管对应的电流量放大系数a1和a2随其发射极电流量的变化而急剧变化如图3 。
当可控硅模块承担正向阳极电压,而门极未受电压的情形下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)较小,故可控硅模块的阳极电流量Ia≈Ic0晶闸关处在正向阻断模式。当可控硅模块在正向阳极电压下,从门极G流入电流量Ig,由于充足大的Ig流经NPN管的发射结,进而提高起点流放大系数a2,产生充足大的极电极电流量Ic2流过PNP管的发射结,并提高了PNP管的电流量放大系数a1,产生更大的极电极电流量Ic1流经NPN管的发射结。这样很强的正反馈环节迅速进行。从图3,当a1和a2随发射极电流量增加而(a1+a2)≈1时,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,所以提高了可控硅模块的阳极电流量Ia.这时候,流过可控硅模块的电流量完全由主回路的电压和回路电阻决定。可控硅模块已处在正向导通模式。

式(1—1)中,在可控硅模块导通后,1-(a1+a2)≈0,即便 这时门极电流Ig=0,可控硅模块仍能维持原先的阳极电流Ia而继续导通。可控硅模块在导通后,门极已失去功能。

在可控硅模块导通后,倘若不停的减少电源电压或增大回路电阻,使阳极电流Ia减少到维持电流IH之下时,鉴于a1和a1迅速下降,当1-(a1+a2)≈0时,可控硅模块恢复阻断状态。

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