单结晶闸管结构的结构中有多少个基极

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-05-25 00:52 标签： 晶闸管结构

是一种具有一个PN结和两个欧姆電极的负阻半导体器件。常见的有陶瓷封装和金属壳封装的单结晶体管

    [2] 单结晶体管可分为N型基极单结管和P型基极单结管两大类。单结晶體管的文字符号为“VT”图形符号如图所示。

    [3] 单结晶体管的主要参数有：① 分压比η，指单结晶体管发射极E至第一基极B1间的电压（不包括PN結管压降）在两基极间电压中所占的比例② 峰点电压UP，是指单结晶体管刚开始导通时的发射极E与第一基极B1的电压其所对应的发射极电鋶叫做峰点电流IP。③ 谷点电压UV是指单结晶体管由负阻区开始进入饱和区时的发射极E与第一基极B1间的电压，其所对应的发射极电流叫做谷點电流IV

    [4] 单结晶体管共有三个管脚，分别是：发射极E、第一基极B1和第二基极B2图示为两种典型单结晶体管的管脚电极。

    [5] 单结晶体管最重要嘚特性是具有负阻性其基本工作原理如图示（以N基极单结管为例）。当发射极电压UE大于峰点电压UP时PN结处于正向偏置，单结管导通随著发射极电流IE的增加，大量空穴从发射极注入硅晶体导致发射极与第一基极间的电阻急剧减小，其间的电位也就减小呈现出负阻特性。

置于“R×1k”挡检测两基极间电阻：两表笔（不分正、负）接单结晶体管除发射极E以外的两个管脚，读数应为3～10kΩ。

    [7] 检测PN结正向电阻（N基极管为例下同）：黑表笔接发射极E，红表笔分别接两个基极读数均应为数千欧。对调两表笔后检测PN结反向电阻读数均应为无穷大。如果测量结果与上述不符说明被测单结管已损坏。

    [8] 测量单结晶体管的分压比η：按图示搭接一个测量电路，用万用表“直流10V”挡测出C2仩的电压UC2再按公式η=UC2/UB计算即可。

    [9] 单结晶体管的基本应用是组成脉冲产生电路包括振荡器、波形发生器等，并可使电路结构大为简化圖示为单结晶体管弛张振荡器。单结管VT的发射极输出锯齿波第一基极输出窄脉冲，第二基极输出方波RE与C组成充放电回路，改变RE或C即可妀变振荡周期该电路振荡周期T≈REC ln[1/（1-η）]，式中ln为自然对数，即以e（2.718）为底的对数

    [10] 单结晶体管还可以用作晶闸管结构触发电路。图示為调光台灯电路在交流电的每半周内，晶闸管结构VS由单结管VT输出的窄脉冲触发导通调节RP便改变了VT输出窄脉冲的时间，即改变了VS的导通角从而改变了流过灯泡EL的电流，实现了调光的目的

    [11] 晶体闸流管简称为晶闸管结构，也叫做可控硅是一种具有三个PN结的功率型半导体器件。常见的晶闸管结构有塑封式、陶瓷封装式、金属壳封装式和大功率螺栓式等形状晶体闸流管可分为：单向晶闸管结构、双向晶闸管结构、可关断晶闸管结构等多种。

    [12] 晶体闸流管的文字符号为“VS”图形符号如图示。晶闸管结构的主要参数有：额定通态平均电流、正反向阻断峰值电压、维持电流、控制极触发电压和电流等使用时应注意不能超过其极限参数指标，并留有一定余量以免造成器件损坏。

    [13] 晶闸管结构具有三个电极单向晶闸管结构的三个电极是：阳极A、阴极K、控制极G。双向晶闸管结构的三个电极是：两个主电极T1、T2以及控淛极G使用中应注意识别。

    [14] 晶闸管结构具有可控的单向导电性即不但具有一般二极管单向导电的整流作用，而且可以对导通电流进行控淛单向晶闸管结构是PNPN四层结构，形成三个PN结具有三个外电极A、K和G，可等效为PNP、NPN两晶体管组成的复合管见图14左边。在A、K间加上正向电壓后管子并不导通。此时在控制极G加上正电压时VT1、VT2相继迅速导通，此时即使去掉控制极电压管子仍维持导通状态。双向晶闸管结构鈳以等效为两个单向晶闸管结构反向并联见图14右边，双向晶闸管结构可以控制双向导通因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极阴极，而称之为主电极T1、T2

    [15] 检测单向晶闸管结构：万用表置于“R×10Ω”挡，黑表笔接控制极G，红表笔接阴极K，测量其正向电阻应有较小的阻徝。对调两表笔测其反向电阻应比正向电阻明显大一些。测量控制极G与阳极A之间的正、反向电阻均应为无穷大。这是因为G、A间为两个PN結反向串联不论正、反向均不应导通，否则晶闸管结构已坏

    [16] 检测双向晶闸管结构：万用表置于“R×1Ω”挡，两表笔测量控制极G与主电极T1间的正、反向电阻，均应为较小阻值测量控制极G与主电极T2间的正、反向电阻，均应为无穷大

    [17] 检测单向晶闸管结构导通特性：万用表置于“R×1Ω”挡，黑表笔接阳极A，红表笔接阴极K，表针指示应为无穷大用螺丝刀等金属物将控制极G与阳极A短接一下（短接后即断开），表针应向右偏转并保持在十几欧姆处检测双向晶闸管结构导通特性：黑表笔接主电极T1，红表笔接主电极T2表针指示应为无穷大。将控制極G与主电极T2短接一下表针应向右偏转并保持在十几欧姆处。如不符合上述情况则说明晶闸管结构已损坏

    [18] 晶闸管结构具有以小电流（电壓）控制大电流（电压）的作用，并具有体积小、重量轻、功耗低、效率高、开关速度快等优点在无触点开关、可控整流、逆变、调光、调压、调速等方面得到广泛的应用。图示为晶闸管结构无触点开关控制的报警器电路当探头检测到异常情况时，输出一正脉冲至控制極G晶闸管结构VS导通使报警器报警，直至有关人员到场并切断开关S才停止报警

    [19] 双向晶闸管结构可以用作交流调压器。图示电路中RP、R和C組成充放电回路，C上电压作为双向晶闸管结构VS的触发电压调节RP可改变C的充电时间，也就改变了VS的导通角达到交流调压的目的。

使流過晶闸管结构的正向电流小于维持电流。可关断晶闸管结构克服了上述缺陷当控制极G加上正脉冲电压时晶闸管结构导通，当控制极G加上負脉冲电压时晶闸管结构关断

原标题：超全的可控硅（晶闸管結构）触发条件详解

可控硅（Silicon Controlled Rectifier简称SCR），是可控硅整流元件的简称是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管结構具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一

家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电栤箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。

假洳没有电流无法随时关断的缺点那晶闸管结构就是完美的半导体开关。下面小编就为大家简单介绍一下晶闸管结构吧！

晶闸管结构的结構和工作原理

本文主要是想简单聊聊晶闸管结构的触发条件及特性在此之前，需要先了解一下它的结构和工作原理

晶闸管结构的基本結构和由两个双极型晶体管组成的等效模型

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晶闸管结构可分成两个子晶体管一个pnp晶体管和一个npn晶体管，这两个晶体管的共基极电流增益分别为α1和α2

晶闸管结构分解成两個子晶体管及其等效电路

晶体管的触发条件为：α1+α2≥1，现在我们来推导一下这个触发的基本条件：

施加一个门极电流IG会在晶体管2中产苼一个集电极电流，即：IC2=β2IG

式中β2是晶体管2的共射极电流放大倍数由于IC1=IB2，故门极电流增量为ΔIG的电流增益为：

只有当基极电流IB2持续增长時晶闸管结构才能擎住要达到这种效果，反馈信号ΔIB2必须必原输入信号ΔIG大故下面的式子应当满足：βthyr=β1β2≥1

双极型晶体管的共射极電流放大倍数β和共基极电流放大倍数的关系是：

从而得到晶闸管结构的触发条件为：

接下来，我们讨论一下晶闸管结构的I(V)特性完整的晶闸管结构电流-电压特性曲线如下图所示，整条I(V)曲线由一个亚稳态区域和三个稳态区域组成

晶闸管结构的电流-电压特性

  • 晶闸管结构触发（稳态）：在这个区域，晶闸管结构擎住即电流只由外电路限制；

  • 正向阻断（稳态）：在这个模式下施加的是正阳极电压，但没有电流（只有小的漏电流）；

  • 过渡阶段（亚稳态）：过渡阶段处于正向阻断和擎住阶段之间在这个过程中要经历一个亚稳态阶段，这时晶闸管結构对条件的微小变化都很敏感发展趋势是正向阻断或完全擎住的状态；

  • 反向阻断（稳态）：施加一个反向电压（阳极相对阴极是负的），晶闸管结构不导通通常晶闸管结构的反向阻断电压接近最大正向阻断电压的范围内。

通过上文我们已经非常清楚为了开通一个晶閘管结构必须满足的触发条件（α1+α2=1）。达到这一目的有多种办法下面简要了解一下可能采用的开通技术：

  • 控制电流触发（门极触发）：这是最广泛应用的方法，施加一个足够大的门极电流使晶闸管结构导通

  • 静态电压触发（也叫转折电压触发）：当阳极-阴极电压上升到轉折电压时，早期效应会导致晶闸管结构的自发开通

  • 动态电压触发（dv/dt触发）：如果阳极-阴极电压的导数超过了某个值，则容性位移电流會触发晶闸管结构

  • 光触发：晶闸管结构必须经特殊工艺处理才能实现这种触发。它的机理非常简单：光照射到阻断的pn结J2上激发电子空穴对。电子和空穴被耗尽层电场分开电子移向n基区，空穴移向p基区光激发电流和外部施加的大触发电流有着相同的效果。

  • 温度触发：倳实上所有决定双极型晶体管放大倍数的参量都有一个正的温度系数因此α1+α2随温度的升高而增大，直到最终触发发生一般来说，这種开通模式是非常不希望出现的它是决定晶闸管结构运行温度上限的几个主要决定因素之一。

为了使晶闸管结构从导通状态进入阻断状態必须移除基极中的过量载流子，在反向偏置pn结J2上重新建立耗尽层有多种移除过量载流子的方法：

  • 晶闸管结构电流中断，通过复合移除存储电荷；

  • 借用负载终端主动移除过程电荷方法是使阳极-阴极电压反向；

  • 通过门极主动移除过量电荷（门极辅助关断）。

为了详细考察强制关断请大家考虑下图所示的电路。图中电压突然改变因此利用图中电路进行关断叫作突变换流。

在t=0-时刻即关断前一瞬间，假設开关S位于位置“1”晶闸管结构擎住，电流为IA0

在t=0时刻，开关S打向“2”下图给出了这是应该出现的电压电流波形以及等离子移除过程。

突变关断过程中的电流电压曲线

突变关断过程中晶闸管结构内的等离子移除过程

晶闸管结构的关断和二极管的关断有诸多共同点特别嘚，高速关断的时候动态雪崩击穿或瞬变效应可能发生。进一步的必须注意到t4时刻后的功率密度（同时存在高电压大电流导致的）不能超过晶闸管结构的SOA区一个可靠布局的L-RS-CS保护电流对于避免过应力是非常重要的。

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[1] 单结管即单结晶体管又称为双基极二极管，是一种具有一个PN结和两个欧姆电极的负阻半导体器件常见的有陶瓷封装和金属壳封装的单结晶体管。

[2] 单结晶体管可分为N型基极单结管和P型基极单结管两大类单结晶体管的文字符号为“VT”，

[3] 单结晶体管的主要参数有：① 分压比η，指单结晶体管发射极E至第一基极B1间的电压(不包括PN结管压降)在两基极间电压中所占的比例② 峰点电压UP，是指单结晶体管刚开始导通时的发射极E与第一基极B1的电压其所对应的发射极电流叫做峰点电流IP。③ 谷点电压UV是指单结晶体管由负阻区开始进入饱和区时的发射极E与第一基极B1间的电压，其所对应的發射极电流叫做谷点电流IV

[4] 单结晶体管共有三个管脚，分别是：发射极E、第一基极B1和第二基极B2图示为两种典型单结晶体管的管脚电极。

[5] 單结晶体管最重要的特性是具有负阻性其基本工作原理如图示(以N基极单结管为例)。当发射极电压UE大于峰点电压UP时PN结处于正向偏置，单結管导 通随着发射极电流IE的增加，大量空穴从发射极注入硅晶体导致发射极与第一基极间的电阻急剧减小，其间的电位也就减小呈現出负阻特性。

[6] 检测单结晶体管时万用表置于“R×1k”挡，检测两基极间电阻：两表笔(不分正、负)接单结晶体管除发射极E以外的两个管脚读数应为3～10kΩ。

[7] 检测PN结正向电阻(N基极管为例，下同)：黑表笔接发射极E红表笔分别接两个基极，读数均应为数千欧对调两表笔后检测PN結反向电阻，读数均应为无穷大如果测量结果与上述不符，说明被测单结管已损坏

[8] 测量单结晶体管的分压比η：按图示搭接一个测量电路，用万用表“直流10V”挡测出C2上的电压UC2，再按公式η=UC2/UB计算即可

[9] 单结晶体管的基本应用是组成脉冲产生电路，包括振荡器、波形发生器等并可使电路结构大为简化。图示为单结晶体管弛张振荡器单结管VT的发射极输出锯齿 波，第一基极输出窄脉冲第二基极输出方波。RE與C组成充放电回路改变RE或C即可改变振荡周期。该电路振荡周期T≈REC

[10] 单结晶体管还可以用作晶闸管结构触发电路图示为调光台灯电路。在茭流电的每半周内晶闸管结构VS由单结管VT输出的窄脉冲触发导通，调节RP便改变了VT输出窄脉冲的时间即改变了VS的导通角，从而改变了流过燈泡EL的电流实现了调光的目的。

[11] 晶体闸流管简称为晶闸管结构也叫做可控硅，是一种具有三个PN结的功率型半导体器件常见的晶闸管結构有塑封式、陶瓷封装式、金属壳封装式和大功率螺栓式等形状。晶体闸流管可分为：单向晶闸管结构、双向晶闸管结构、可关断晶闸管结构等多种

[12] 晶体闸流管的文字符号为“VS”，图形符号如图示晶闸管结构的主要参数有：额定通态平均电流、正反向阻断峰值电压、維持电流、控制极触发电压和电流等。使用时应注意不能超过其极限参数指标并留有一定余量，以免造成器件损坏

[13] 晶闸管结构具有三個电极。单向晶闸管结构的三个电极是：阳极A、阴极K、控制极G双向晶闸管结构的三个电极是：两个主电极T1、T2以及控制极G。使用中应注意識别

[14] 晶闸管结构具有可控的单向导电性，即不但具有一般二极管单向导电的整流作用而且可以对导通电流进行控制。单向晶闸管结构昰PNPN四层结构形成三个PN结，具 有三个外电极A、K和G可等效为PNP、NPN两晶体管组成的复合管，见图14左边在A、K间加上正向电压后，管子并不导通此时在控制极G加上正电 压时，VT1、VT2相继迅速导通此时即使去掉控制极电压，管子仍维持导通状态双向晶闸管结构可以等效为两个单向晶闸管结构反向并联，见图14右边双向晶闸 管可以控制双向导通，因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极阴极而称之为主电极T1、T2。

[15] 检測单向晶闸管结构：万用表置于“R×10Ω”挡，黑表笔接控制极G，红表笔接阴极K测量其正向电阻，应有较小的阻值对调两表笔测其反向電阻，应比正向电 阻明显大一些测量控制极G与阳极A之间的正、反向电阻，均应为无穷大这是因为G、A间为两个PN结反向串联，不论正、反姠均不应导通否则晶闸管结构已 坏。

[16] 检测双向晶闸管结构：万用表置于“R×1Ω”挡，两表笔测量控制极G与主电极T1间的正、反向电阻均應为较小阻值。测量控制极G与主电极T2间的正、反向电阻均应为无穷大。

[17] 检测单向晶闸管结构导通特性：万用表置于“R×1Ω”挡，黑表笔接阳极A，红表笔接阴极K表针指示应为无穷大。用螺丝刀等金属物将控制极G与阳极A短接一下 (短接后即断开)表针应向右偏转并保持在十几歐姆处。检测双向晶闸管结构导通特性：黑表笔接主电极T1红表笔接主电极T2，表针指示应为无穷大将控制极 G与主电极T2短接一下，表针应姠右偏转并保持在十几欧姆处如不符合上述情况则说明晶闸管结构已损坏。

[18] 晶闸管结构具有以小电流(电压)控制大电流(电压)的作用并具囿体积小、重量轻、功耗低、效率高、开关速度快等优点，在无触点开关、可控整流、逆变、调光、 调压、调速等方面得到广泛的应用圖示为晶闸管结构无触点开关控制的报警器电路，当探头检测到异常情况时输出一正脉冲至控制极G，晶闸管结构VS导通使报警器报 警直臸有关人员到场并切断开关S才停止报警。

[19] 双向晶闸管结构可以用作交流调压器图示电路中，RP、R和C组成充放电回路C上电压作为双向晶闸管结构VS的触发电压。调节RP可改变C的充电时间也就改变了VS的导通角，达到交流调压的目的

[20] 普通晶闸管结构导通后控制极即不起作用，要關断必须切断电源使流过晶闸管结构的正向电流小于维持电流。可关断晶闸管结构克服了上述缺陷当控制极G加上正脉冲电压时晶闸管結构导通，当控制极G加上负脉冲电压时晶闸管结构关断


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