
可控硅是可控硅整流器的簡(jiǎn)稱。可控硅有單向、雙向、可關(guān)斷和光控幾種類型。它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)、控制方便等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于可控整流、調(diào)壓、逆變以及無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等各種自動(dòng)控制和大功率的電能轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合。
可控硅導(dǎo)通條件:一是可控硅陽(yáng)極與陰極間必須加正向電壓,二是控制極也要加正向電壓。以上兩個(gè)條件必須同時(shí)具備,可控硅才會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)。另外,可控硅一旦導(dǎo)通后,即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓,可控硅仍然導(dǎo)通。 可控硅關(guān)斷條件:降低或去掉加在可控硅陽(yáng)極至陰極之間的正向電壓,使陽(yáng)極電流小于最小維持電流以下。
1. 可控硅的特性:
可控硅分單向可控硅、雙向可控硅。
單向可控硅有陽(yáng)極A、陰極K、控制極G三個(gè)引出腳。
雙向可控硅有第一陽(yáng)極A1(T1),第二陽(yáng)極A2(T2)、控制極G三個(gè)引出腳。
只有當(dāng)單向可控硅陽(yáng)極A與陰極K之間加有正向電壓,同時(shí)控制極G與陰極間加上所需的正向觸發(fā)電壓時(shí),方可被觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)A、K間呈低阻導(dǎo)通狀態(tài),陽(yáng)極A與陰極K間壓降約1V。單向可控硅導(dǎo)通后,控制器G即使失去觸發(fā)電壓,只要陽(yáng)極A和陰極K之間仍保持正向電壓,單向可控硅繼續(xù)處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)。只有把陽(yáng)極A電壓拆除或陽(yáng)極A、陰極K間電壓極性發(fā)生改變(交流過(guò)零)時(shí),單向可控硅才由低阻導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高阻截止?fàn)顟B(tài)。單向可控硅一旦截止,即使陽(yáng)極A和陰極K間又重新加上正向電壓,仍需在控制極G和陰極K間有重新加上正向觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。單向可控硅的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)狀態(tài),用它可制成無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。
雙向可控硅第一陽(yáng)極A1與第二陽(yáng)極A2間,無(wú)論所加電壓極性是正向還是反向,只要控制極G和第一陽(yáng)極A1間加有正負(fù)極性不同的觸發(fā)電壓,就可觸發(fā)導(dǎo)通呈低阻狀態(tài)。此時(shí)A1、A2間壓降也約為1V。雙向可控硅一旦導(dǎo)通,即使失去觸發(fā)電壓,也能繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)?shù)谝魂?yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2電流減小,小于維持電流或A1、A2間當(dāng)電壓極性改變且沒(méi)有觸發(fā)電壓時(shí),雙向可控硅才截?cái)啵藭r(shí)只有重新加觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。
2. 單向可控硅的檢測(cè):
萬(wàn)用表選電阻R*1Ω擋,用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對(duì)引腳,此時(shí)黑表筆的引腳為控制極G,紅表筆的引腳為陰極K,另一空腳為陽(yáng)極A。此時(shí)將黑表筆接已判斷了的陽(yáng)極A,紅表筆仍接陰極K。此時(shí)萬(wàn)用表指針應(yīng)不動(dòng)。用短線瞬間短接陽(yáng)極A和控制極G,此時(shí)萬(wàn)用表電阻擋指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn),阻值讀數(shù)為10歐姆左右。如陽(yáng)極A接黑表筆,陰極K接紅表筆時(shí),萬(wàn)用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明該單向可控硅已擊穿損壞。
3. 雙向可控硅的檢測(cè):
用萬(wàn)用表電阻R*1Ω擋,用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻,結(jié)果其中兩組讀數(shù)為無(wú)窮大。若一組為數(shù)十歐姆時(shí),該組紅、黑表所接的兩引腳為第一陽(yáng)極A1和控制極G,另一空腳即為第二陽(yáng)極A2。確定A1、G極后,再仔細(xì)測(cè)量A1、G極間正、反向電阻,讀數(shù)相對(duì)較小的那次測(cè)量的黑表筆所接的引腳為第一陽(yáng)極A1,紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定的第二陽(yáng)極A2,紅表筆接第一陽(yáng)極A1,此時(shí)萬(wàn)用表指針不應(yīng)發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無(wú)窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短接,給G極加上正向觸發(fā)電壓,A2、A1間阻值約10歐姆左右。隨后斷開(kāi)A2、G間短接線,萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)保持10歐姆左右。互換紅、黑表筆接線,紅表筆接第二陽(yáng)極A2,黑表筆接第一陽(yáng)極A1。同樣萬(wàn)用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無(wú)窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接,給G極加上負(fù)的觸發(fā)電壓,A1、A2間的阻值也是10歐姆左右。隨后斷開(kāi)A2、G極間短接線,萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)不變,保持在10歐姆左右。符合以上規(guī)律,說(shuō)明被測(cè)雙向可控硅未損壞且三個(gè)引腳極性判斷正確。
檢測(cè)較大功率可控硅時(shí),需要在萬(wàn)用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電池,以提高觸發(fā)電壓。
4.晶閘管(可控硅)的管腳判別:
晶閘管管腳的判別可用下述方法: 先用萬(wàn)用表R*1K擋測(cè)量三腳之間的阻值,阻值小的兩腳分別為控制極和陰極,所剩的一腳為陽(yáng)極。再將萬(wàn)用表置于R*10K擋,用手指捏住陽(yáng)極和另一腳,且不讓兩腳接觸,黑表筆接陽(yáng)極,紅表筆接剩下的一腳,如表針向右擺動(dòng),說(shuō)明紅表筆所接為陰極,不擺動(dòng)則為控制極。
單向可控硅是由三個(gè)PN結(jié)的半導(dǎo)體材料構(gòu)成,其基本結(jié)構(gòu)、符號(hào)及等效電路如圖1所示。
可控硅有三個(gè)電極:陽(yáng)極(A)、陰極(K)和控制極(G)。從等效電路上看,陽(yáng)極(A)與控制極(G)之間是兩個(gè)反極性串聯(lián)的PN結(jié),控制極(G)與陰極(K)之間是一個(gè)PN結(jié)。根據(jù)PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦裕瑢⒅羔樖饺f(wàn)用表選擇適當(dāng)?shù)碾娮铏n,測(cè)試極間正反向電阻(相同兩極,將表筆交換測(cè)出的兩個(gè)電阻值),對(duì)于正常的可控硅,G、K之間的正反向電阻相差很大;G、K分別與A之間的正反向電阻相差很小,其阻值都很大。這種測(cè)試結(jié)果是唯一的,根據(jù)這種唯一性就可判定出可控硅的極性。用萬(wàn)用表R×1K檔測(cè)量可控硅極間的正反向電阻,選出正反向電阻相差很大的兩個(gè)極,其中在所測(cè)阻值較小的那次測(cè)量中,黑表筆所接為控制極(G),紅表筆所接的為陰極(K),剩下的一極就為陽(yáng)極(A)。通過(guò)判定可控硅的極性同時(shí)也可定性判定出可控硅的好壞。如果在測(cè)試中任何兩極間的正反向電阻都相差很小,其阻值都很大,說(shuō)明G、K之間存在開(kāi)路故障;如果有兩極間的正反向電阻都很小,并且趨近于零,則可控硅內(nèi)部存在極間短路故障。
單向可控硅觸發(fā)特性測(cè)試:
單向可控硅與的相同之處在于都具有單向?qū)щ娦裕煌幨强煽毓璧膶?dǎo)通還要受控制極電壓控制。也就是說(shuō)使可控硅導(dǎo)通必須具備兩個(gè)條件:陽(yáng)極(A)與陰極(K)之間應(yīng)加正向電壓,控制極(G)與陰極(K)之間也應(yīng)加正向電壓。當(dāng)可控硅導(dǎo)通以后,控制極就失去作用。單向可控硅的導(dǎo)通過(guò)程可用圖2所示的等效電路來(lái)說(shuō)明:PNP管的發(fā)射極相當(dāng)可控硅的陽(yáng)極(A),NPN管的發(fā)射極相當(dāng)可控硅的陰極(K),PNP管的集電極與NPN管的基極相聯(lián)后相當(dāng)于可控硅的控制極(G)。當(dāng)在A、K之間加上允許的正向電壓時(shí),兩只管子均不導(dǎo)通,此時(shí)當(dāng)在G、K之間加上正向電壓便形成控制電流流入V2的基極,如此循環(huán)直至兩管完全導(dǎo)通。當(dāng)導(dǎo)通后,即使Ig=O,由于V2有基極電流,且遠(yuǎn)大于Ig,因此兩管仍然導(dǎo)通。要使導(dǎo)通的可控硅截止,必須把A、K正向電壓降低到一定值,或反向,或斷開(kāi)。根據(jù)可控硅的導(dǎo)電特性,可用萬(wàn)用表的電阻檔進(jìn)行測(cè)試。對(duì)小功率可控硅可按圖3(a)所示聯(lián)接電路,在可控硅A、G之間聯(lián)接一只輕觸開(kāi)關(guān)(以便于操作),用萬(wàn)用表的R×1Ω檔,黑表筆接A極,紅表筆接K,此時(shí)給可控硅加上一正向電壓(通過(guò)萬(wàn)用表內(nèi)附的干電池),萬(wàn)用表的指針不動(dòng),可控硅不導(dǎo)通,當(dāng)按下開(kāi)關(guān),A、G接通,在G、K之間加上觸發(fā)電壓,可控硅才導(dǎo)通,萬(wàn)用表的指針偏轉(zhuǎn),指向一個(gè)較小的值;當(dāng)G、A斷開(kāi)后,失去了控制電壓,如果萬(wàn)用表的指針位置不變,可控硅仍處于導(dǎo)通狀態(tài),說(shuō)明該可控硅的觸發(fā)特性良好,如果G、A斷開(kāi)后,萬(wàn)用表指針隨即偏轉(zhuǎn),指向∞。即可控硅不導(dǎo)通,則說(shuō)明該可控硅的觸發(fā)特性不好,或已損壞。對(duì)功率較大的可控硅,由于導(dǎo)通電壓降較大,維持電流難以維持,引起導(dǎo)通狀態(tài)欠佳,此時(shí)應(yīng)在可控硅的陽(yáng)極(A)上串接一節(jié)干電池,如圖3(b)所示電路進(jìn)行測(cè)試,以免引起誤判。對(duì)于大功率可控硅應(yīng)在圖3(b)的電路上再串上一節(jié)干電池,使測(cè)試效果明顯。一般來(lái)說(shuō)在測(cè)試10A以下的單向可控硅用圖3(a)所示聯(lián)接電路;10A一100A的可控硅用圖3(b)所示聯(lián)接電路,測(cè)試100A以上的單向可控硅應(yīng)在圖3(b)上再串一節(jié)干電池。
在測(cè)試單向可控硅的基礎(chǔ)上,對(duì)其它類型的可控硅,根據(jù)其基本結(jié)構(gòu),也可用萬(wàn)用表對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。
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