可控硅的工作原理和特性是什么

可控硅的工作原理

1）根据可控硅的结构，可以把它看成由NPN型晶体管T₂和PNP型晶体管T₁所组成。如下图所示：

晶体管T₂处于正向偏置，由UG产生的控制极电流IG(即T₂管的基极电流Ib₂)，T₂的集电极电流Ic₂=β₂IG 。Ic₂既是T₂管的集电极电流又是T₁管的基极电流。而T₁管的集电极电流Ic₁=β₁Ic₂=β₁β₂IG。如不计T₁管的基极电流，则T₁管的发射极电流Ie₁≈Ic₁=β₁β₂IG。这一Ie₁又反过来作为T₂管的基极电流(此时Ib₁=Ie₂+Ic)，再一次放大。这样反复循环，形成了强烈的正反馈，使两个晶体管很快达到饱和，可控硅导通。可控硅导通后，A、K间的压降(管压降)很小，电源电压几乎全部作用在负载R上，可控硅中就有负载电流通过。

由于Ie₁>>IG，所以可控硅一经导通，它的导通状态完全依靠自身的正反馈作用来维持，即使IG消失，可控硅仍处于导通状态。

可控硅的特性

1）可控硅的特性主要是指它的伏安特性，即当IG为某定值时，阳极电压UA与阳极电流IA之间的关系曲线。下图(a)所示是IG=0时的伏安特性。

这条曲线说明：当阳极为正，且UA较低时，三个PN结中的T₂处于反偏，此时只有很小的电流通过管子，称正向漏电流，相当于二极管反向连接时的反向饱和电流。因此当阳极电流(正向电流)增加时，它基本保持不变，此时可控硅处于正向阻断状态。但当阳极电压增加到某一值时，漏电流突然大增，可控硅由阻断状态突然导通，阳极电流大增(其值取决于负载电阻R的大小)，而管压降仅1V左右。可控硅从正向阻断突然转向导通时的阳极电压称正向转折电压UBO。可控硅导通后逐渐减小正向电压，正向电流随之减小。当电流减小到某值时，可控硅从导通状态转为阻断状态。能保持可控硅继续导通的最小正向电流称维持电流IH。当正向电流H时，可控硅正向阻断。

2）当可控硅加上反向电压时(A接电源负极)，J₁、J₃两个PN结反偏，可控硅处于反向阻断状态，此时通过可控硅的电流称反向漏电流。由于可控硅导通需要两个条件，因此在第一个条件未满足的情况下(可控硅反偏)，即使加上IG，它也不会导通。但当反向电压增加到某一值时，反向电流急剧增大。这种情况称为可控硅的反向击穿，与之对应的电压称为反向击穿电压UBR。

3）上图(b)所示的曲线是在不同IG时的伏安特性，从曲线可以看出，不同IG时的差异仅在于正向转折电压。IG越大，正向转折电压越低。

4）以上IG=0时的导通是不允许的，它可能导致管子的损坏，而我们所指的导通是在正向电压作用下，IG为某一定值(足够大)的导通，是正常情况下的导通。

可控硅的主要参数

1）额定正向平均电流IF

在环境温度≯40℃和标准散热及全导通(交流电使阳极为正的半个周期内，可控硅均处于导通状态，称全导通)条件下，可控硅可以持续通过的工频正弦半波电流平均值，称为额定正向平均电流。通常所说的若干安培(A)的可控硅，这若干安培就是指这个电流(IF)；

2）正向阻断峰值电压PFV

在控制极断开和正向阻断的条件下，可重复加于可控硅的正向峰值电压称正向阻断峰值电压，规定它比正向转折电压UBO小100V。通常所说的可控硅耐压，就是指这个电压(PFV)。

3）反向阻断峰值电压PRV

在控制极断开时，可以重复加在可控硅元件上的反向峰值电压，称反向阻断峰值电压。规定它比反向击穿电压小100V。PRV和PFV一般相等，统称“可控硅的峰值电压”。

除上述三个主要参数外，还有控制极触发电压、控制极触发电流、维持电流、正反向平均漏电流等。