可控硅的工作原理

可控硅（Silicon Controlled Rectifier，簡稱SCR）是一種大功率電器元件，也稱晶閘管。它是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個PN結(jié)。可控硅的工作原理可以簡述為：當外加電壓由零向正方向變化時，P-N結(jié)兩端就產(chǎn)生正向壓降而形成控制電流；當外加電壓由正方向變?yōu)樨撝禃r，P-N結(jié)兩端出現(xiàn)較大正值而產(chǎn)生控制電流。這種利用注入的少數(shù)載流子的導(dǎo)電性直接改變PN結(jié)電阻值以控制輸出電流的裝置稱為可控硅。

具體來說，可控硅的工作過程是將輸入的直流電壓變?yōu)榭刂?a target="_blank">信號，然后驅(qū)動可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷。在電流的控制下，使被控制電路中的交流功率開關(guān)元件按預(yù)定方向動作。當接通或切斷一定數(shù)量的電流后，由于PN結(jié)正向?qū)ǖ慕惶孀兓a(chǎn)生熱量而使溫度升高；同時由于漏源極之間存在一定的電阻值，因此會產(chǎn)生一定的反向電動勢將多余的電能消耗掉；最后通過調(diào)節(jié)觸發(fā)角的大小就可以達到對負載進行調(diào)制的目的。

可控硅與晶閘管的區(qū)別

可控硅和晶閘管在結(jié)構(gòu)上和性能上存在一些差異，具體區(qū)別如下：

1. 結(jié)構(gòu) ：
   • 可控硅是四層交替摻雜的p-n-p-n結(jié)構(gòu)。
   • 晶閘管（有時也被稱為可控硅整流器）則是三層交替摻雜的p-n-p結(jié)構(gòu)，并帶有一個接地電極。
2. 參數(shù) ：
   • 可控硅的最大電壓和最大電流通常比晶閘管大。
3. 觸發(fā)條件 ：
   • 可控硅需要較高的觸發(fā)電壓才能開關(guān)。
   • 晶閘管則只需要很小的觸發(fā)電壓即可開關(guān)。
4. 應(yīng)用 ：
   • 由于其不需要高電壓觸發(fā)，晶閘管廣泛應(yīng)用于高電頻、低電壓的場合，如開關(guān)電源。
   • 可控硅則適用于高電壓、低電頻的場合，如交流電機。

此外，可控硅還分為單向可控硅和雙向可控硅（也稱三端雙向可控硅，簡稱TRIAC）。雙向可控硅在結(jié)構(gòu)上相當于兩個單向可控硅反向連接，具有雙向?qū)üδ堋Ｆ渫〝酄顟B(tài)由控制極G決定，在控制極G上加正脈沖（或負脈沖）可使其正向（或反向）導(dǎo)通。這種裝置的控制電路簡單，沒有反向耐壓問題，因此特別適合做交流無觸點開關(guān)使用。

總的來說，可控硅和晶閘管雖然都是半導(dǎo)體器件，可用于控制電流，但它們在結(jié)構(gòu)、參數(shù)、觸發(fā)條件和應(yīng)用方面存在顯著差異。這些差異使得它們在不同領(lǐng)域和場景中有著各自獨特的優(yōu)勢和適用性。