可控硅基础知识讲座

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1、可控硅基础知识讲座2009-02-25单向可控硅等效结构单向可控硅晶体管模型KG玻璃钝化玻璃钝化单向可控硅平面和纵向结构栅极悬空时，BG1和BG2截止,没有电流流过负载电阻RL。栅极输入一个正脉冲电压时,BG2道通，VCE(BG2)下降，VBE(BG1)升高。正反馈过程使BG1和BG2进入饱和道通状态。电路很快从截止状态进入道通状态。由于正反馈的作用栅极没有触发将保持道通状态不变。可控硅工作原理-导通可控硅工作原理-截止阳极和阴极加上反向电压BG1和BG2截止。加大负载电阻RL使电路电流减少BG1和BG2的基电流也将减少。当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用，电路翻转为截止状态。这个电

2、流为维持电流。关闭电流（IL)单向可控硅I-V曲线正向导通电压（VTM)正向导通电流(IT)正向漏电流（Idrm)击穿电压(Vdrm)反向漏电流（Irm)击穿电压(Vrm)维持电流（IH)闭锁电流（IL）单向可控硅反向特性条件：控制极开路，阳极加上反向电压时分析：J2结正偏，但J1、J2结反偏。当J1，J3结的雪崩击穿后，电流迅速增加，如特性OR段所示，弯曲处的电压URRM叫反向转折电压，也叫反向重复峰值电压。结果：可控硅会发生永久性反向击穿。单向可控硅正向特性条件：控制极开路，阳极加正向电压分析：J1、J3结正偏，J2结反偏，这与普通PN结的反向特性相似，也只能流过很小电流，如特性OA

3、段所示，弯曲处的是UDRM叫：正向转折电压，也叫断态重复峰值电压。结果：正向阻断状态。单向可控硅负阻特性及导通条件：J2结的雪崩击穿分析：J2结的雪崩击穿后J2结发生雪崩倍增效应，J2结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降。结果：出现所谓负阻特性正向导通条件：电流继续增加分析：J1、J2、J3三个结均处于正偏，它的特性与普通的PN结正向特性相似，结果：可控硅便进入正向导电状态---通态，单向可控硅触发导通条件：控制极G上加入正向电压分析：J3正偏，形成触发电流IGT。内部形成正反馈，加上IGT的作用，图中的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。结果：可控硅提前导通。状态条件说

4、明从关断到导通1、阳极电位高于是阴极电位2、控制极有足够的正向电压和电流两者缺一不可维持导通1、阳极电位高于阴极电位2、阳极电流大于维持电流两者缺一不可从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位2、阳极电流小于维持电流任一条件即可单向可控硅导通和关断条件单向可控硅电参数序号参数符号1额定通态峰值电流IT(RMS)2额定通态平均电流IT(AV)3不重复通态浪涌电流IT(TSM)4断态重复峰值电压VDRM5反向重复峰值电压VRRM6断态重复平均电流IDRM7反向重复平均电流IRRM8通态平均电压VTM9控制极触发电流IGT10控制极触发电压VGT单向可控硅电参数序号参数符号11门极（触发极）峰值电

5、流I(GM)12门极（触发极）峰值电压V(GM)13门极（触发极）反向峰值电压V(RGM)14门极（触发极）峰值功耗P(GM)15门极（触发极）平均功耗PG(AV)16断态电压换向变化率dVD/dt17通态电流换向变化率dIT/dt18控制极触发导通时间tgt19维持电流IH20关闭电流IL双向可控硅等效结构双向可控硅触发模式双向可控硅触发命名双向可控硅平面和纵向结构T1G铜芯线电流估算双向可控硅I-V曲线双向可控硅优缺点优点：双向可控硅可以用门极和T1间的正向或负向电流触发。因而能在四个“象限”触发缺点：1.高IGT->需要高峰值IG。2.由IG触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时间

6、较长–>要求IG维持较长时间。3.低得多的dIT/dt承受能力—>若控制负载具有高dI/dt值（例如白炽灯的冷灯丝），门极可能发生强烈退化。4.高IL值（1-工况亦如此）—>对于很小的负载，若在电源半周起始点导通，可能需要较长时间的IG，才能让负载电流达到较高的IL。双向可控硅误导通（a）电子噪声引发门极信号在电子噪声充斥的环境中，若干扰电压超过VGT，并有足够的门极电流，就会发生假触发，导致双向可控硅切换。(b)超过最大切换电压上升率dVCOM/dt当负载电流过零时双向可控硅发生切换，由于相位差电压并不为零，这时双向可控硅须立即阻断该电压。产生的切换电压上升率若超过允许的dVCOM/d

7、t，会迫使双向可控硅回复导通状态。因为载流子没有充分的时间自结上撤出。（c）超出最大的切换电流变化率dICOM/dt过高的dIT/dt可能导致局部烧毁，并使MT1-MT2短路。高dIT/dt承受能力决定于门极电流上升率dIG/dt和峰值IG。较高的dIG/dt值和峰值IG(d)超出最大的断开电压变化率dVD/dt若截止的双向可控硅上（或门极灵敏的闸流管）作用很高的电压变化率，尽管不超过VDRM（见图8），电容性内部电流能产生足够大的