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  • 什么是晶闸管-SCR晶闸管符号-工作原理与类型等基础知识
    • 发布时间:2020-04-22 17:05:47
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    什么是晶闸管-SCR晶闸管符号-工作原理与类型等基础知识
    描述什么是晶闸管或可控硅整流器的总结或概述,SCR,提供晶闸管电路符号、晶闸管工作原理和类型等的详细信息,以及晶闸管控制的实现方式。
    有时已知的晶闸管或可控硅整流器(SCR)在许多方面似乎是不寻常的电子元器件,但它们对于控制电源电路特别有用。
    因此,这些电子元器件用于许多功率控制应用,通常在电流和电压水平相对较高的情况下。晶闸管还可用于低功率应用,包括光控制,以及电源保护和许多其他应用。晶闸管使用简单,价格便宜,是许多电路的理想选择。
    晶闸管的想法并不新鲜。该设备的想法最初是由晶体管的发明者之一William Shockley于1950年提出的。虽然几年后其他人对该设备进行了一些调查,但直到20世纪60年代初它们才可以使用。在引入晶闸管之后,它们很快成为电源电路的流行。
    什么是晶闸管
    高电流晶闸管/ SCR图
    什么是晶闸管?
    晶闸管可以被认为是相当不寻常的电子元器件形式,因为它由四层不同掺杂的硅组成,而不是传统的双极晶体管的三层。传统的晶体管可能具有pnp或npn结构,其电极称为集电极,基极和发射极,晶闸管具有pnpn结构,外层的电极称为阳极(n型)和阴极(p型) )。SCR的控制端子被称为栅极,并且它连接到邻接阴极层的p型层。
    什么是晶闸管
    晶闸管/ SCR的基本结构-可控硅整流器
    晶闸管通常由硅制成,但理论上可以使用其他类型的半导体。使用硅作为晶闸管的第一个原因是硅是其整体性能的理想选择。它能够处理高功率应用所需的电压和电流。此外,它具有良好的热性能。第二个主要原因是硅技术已经很成熟,并且它被广泛用于各种半导体电子元器件。因此,半导体制造商使用它非常便宜且容易。
    晶闸管应用
    晶闸管或可控硅整流器,SCR用于许多电子领域,它们可用于各种不同的应用。下面列出了一些比较常见的应用程序:
    • 交流电源控制(包括灯,电机等)。
    • 交流电源切换。
    • 用于电源的过压保护撬棍。
    • 相角触发控制器中的控制元件。
    • 在照相闪光灯内,它们用作通过闪光灯释放存储电压的开关,然后在所需时间将其切断。
    晶闸管能够切换高压并承受反向电压,因此非常适合开关应用,特别是在交流情况下。
    晶闸管发现
    晶闸管的想法最初由Shockley于1950年描述。它被称为具有pn钩 - 集电极的双极晶体管。Ebers在1952年进一步分析了该操作的机制。
    然后在1956年,Moll研究了晶闸管的开关机制。开发工作仍在继续,人们对该设备的了解越来越多,以至于第一款可控硅整流器在20世纪60年代初开始出现,它开始在电源开关中获得显着的普及。
    当GE推出他们的设备时,他们使用术语可控硅整流器或SCR,因为它只在一个方向上进行并且是可控的。他们使用SCR作为其产品的商标。
    晶闸管符号和基础知识
    晶闸管或可控硅整流器,SCR是具有许多不寻常特性的器件。它有三个端子:阳极,阴极和栅极,反射热电子阀/真空管技术。可以预期,栅极是控制端子,而主电流在阳极和阴极之间流动。
    从下面所示的电路符号可以想象,该器件是“单向器件”,为其提供了可控硅整流器的GE名称。因此,当设备与AC一起使用时,它最多只能进行一半的循环。
    在操作中,晶闸管或SCR最初不会导通。它需要一定水平的电流才能在门中流动以“触发”它。一旦点火,晶闸管将保持导通,直到阳极和阴极两端的电压被消除 - 这显然发生在晶闸管导通的半周期结束时。由于整流器动作,下一个半周期将被阻止。然后,它将需要门电路中的电流再次触发SCR。
    用于电路图或电路的可控硅整流器,SCR或晶闸管符号旨在强调其整流器特性,同时还显示控制栅极。结果,晶闸管符号显示传统的二极管符号,控制栅极进入结点附近。
    什么是晶闸管
    晶闸管或SCR电路符号
    关于晶闸管电路和设计的注意事项:
    晶闸管或SCR具有以下特性:当栅极接收触发电流时,它触发晶闸管使电流流动,直到阳极和阴极之间的电压被移除。这使得晶闸管能够切换高电压和电流,尽管它仅在周期的一半以上。电路可以调暗灯光,控制电机并通常切换高压和电流。
    晶闸管规格
    为了为任何电路选择正确的晶闸管器件,有必要研究数据表并确保器件具有适合所需电路或应用的特性。
    晶闸管是相当独特的电子元器件,它们的规格和数据表参数与更广泛使用的晶体管和FET等不同。
    其他类型的晶闸管或SCR
    晶闸管有许多不同类型 - 这些是基本元件的变体,但它们提供了不同的功能,可以在各种情况下使用,并且可能对某些电路有用。
    • 反向导通晶闸管,RCT: 虽然晶闸管通常阻止反向电流,但有一种形式称为反向导通晶闸管,它有一个集成的反向二极管以反向传导,尽管在这个方向上没有控制。
    在反向导通晶闸管内,器件本身和二极管不会同时导通。这意味着它们不会同时产生热量。因此,它们可以集成在一起并冷却。
    RCT可用于需要反向或续流二极管的地方。反向导通晶闸管通常用于变频器和逆变器。
    • 栅极辅助关断晶闸管,GATT: GATT用于需要快速关断的情况。为了有助于该过程,有时可以施加负栅极电压。除了降低阳极阴极电压。该反向栅极电压有助于排出存储在n型基极区域上的少数载流子,并且确保栅极 - 阴极结不被正向偏置。
    GATT的结构类似于标准晶闸管的结构,除了窄阴极条通常用于使栅极具有更多控制,因为它更接近阴极的中心。
    • 栅极关断晶闸管,GTO: GTO有时也称为栅极关断开关。该器件在晶闸管系列中是不常见的,因为它可以通过简单地向栅极施加负电压来关闭 - 不需要去除阳极阴极电压。请参阅本系列的更多页面,更全面地描述GTO。
    • 非对称晶闸管: 该器件用于晶闸管看不到反向电压的电路中,因此不需要整流器功能。因此,可以使第二结(通常称为J2)更薄。得到的n基极区域提供减小的V on以及改善的导通时间和关闭时间。
    晶闸管广泛用于模拟电子设备的许多领域。晶闸管电路可用于许多电源应用,因为这些电子元器件非常容易切换高电流。除此之外,这些电子元器件非常便宜并且可以广泛使用。
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