圖1所示為一個N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu),N+區(qū)稱為源區(qū),附于其上的電極稱為源極。N+區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū),附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)(包括P+和P一區(qū))(溝道在該區(qū)域形成),稱為亞溝道區(qū)(Subchannelregion)。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)(Draininjector),它是IGBT特有的功能區(qū),與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管,起發(fā)射極的作用,向漏極注入空穴,進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制,以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極。IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導(dǎo)通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態(tài)電壓。IGBT和可控硅區(qū)別IGBT與晶閘管1.整流元件(晶閘管)簡單地說:整流器是把單相或三相正弦交流電流通過整流元件變成平穩(wěn)的可調(diào)的單方向的直流電流。其實現(xiàn)條件主要是依靠整流管??煽毓?SiliconControlledRectifier)簡稱SCR,是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。山西哪里有可控硅模塊現(xiàn)貨
通過上面對工作原理的分析可知,可控硅只具有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài),那么這兩種工作狀態(tài)之間如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換呢?狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要什么條件呢?下圖將會告訴你答案??煽毓柚饕獏?shù)⒈額定通態(tài)電流(IT)即大穩(wěn)定工作電流,俗稱電流。常用可控硅的IT一般為一安到幾十安。⒉反向重復(fù)峰值電壓(VRRM)或斷態(tài)重復(fù)峰值電壓(VDRM),俗稱耐壓。常用可控硅的VRRM/VDRM一般為幾百伏到一千伏。⒊控制極觸發(fā)電流(IGT),俗稱觸發(fā)電流。常用可控硅的IGT一般為幾微安到幾十毫安。4,在規(guī)定環(huán)境溫度和散熱條件下,允許通過陰極和陽極的電流平均值可控硅用途普通晶閘管基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管,就可以構(gòu)成可控整流電路。以簡單的單相半波可控整流電路為例,在正弦交流電壓U2的正半周期間,如果VS的控制極沒有輸入觸發(fā)脈沖Ug,VS仍然不能導(dǎo)通,只有在U2處于正半周,在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時,晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。畫出它的波形(c)及(d),只有在觸發(fā)脈沖Ug到來時,負(fù)載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來得早,晶閘管導(dǎo)通的時間就早;Ug到來得晚,晶閘管導(dǎo)通的時間就晚。通過改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來的時間。天津可控硅模塊銷售可控硅是可控硅整流元件的簡稱,是一種具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。
允許通過陰極和陽極的電流平均值??煽毓璺庋b形式編輯常用可控硅的封裝形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220ABC、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252、SOT-23、SOT23-3L等可控硅用途編輯普通晶閘管基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管,就可以構(gòu)成可控整流電路。以簡單的單相半波可控整流電路為例,在正弦交流電壓U2的正半周期間,如果VS的控制極沒有輸入觸發(fā)脈沖Ug,VS仍然不能導(dǎo)通,只有在U2處于正半周,在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時,晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。畫出它的波形(c)及(d),只有在觸發(fā)脈沖Ug到來時,負(fù)載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來得早,晶閘管導(dǎo)通的時間就早;Ug到來得晚,晶閘管導(dǎo)通的時間就晚。通過改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來的時間,就可以調(diào)節(jié)負(fù)載上輸出電壓的平均值UL。在電工技術(shù)中,常把交流電的半個周期定為180°,稱為電角度。這樣,在U2的每個正半周,從零值開始到觸發(fā)脈沖到來瞬間所經(jīng)歷的電角度稱為控制角α;在每個正半周內(nèi)晶閘管導(dǎo)通的電角度叫導(dǎo)通角θ。很明顯,α和θ都是用來表示晶閘管在承受正向電壓的半個周期的導(dǎo)通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或?qū)ń铅取?/p>
4、控制極觸發(fā)電流Ig1、觸發(fā)電壓VGT在規(guī)定的環(huán)境溫度下,陽極---陰極間加有一定電壓時,可控硅從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所需要的小控制極電流和電壓。5、維持電流IH在規(guī)定溫度下,控制極斷路,維持可控硅導(dǎo)通所必需的小陽極正向電流。許多新型可控硅元件相繼問世,如適于高頻應(yīng)用的快速可控硅,可以用正或負(fù)的觸發(fā)信號控制兩個方向?qū)ǖ碾p向可控硅,可以用正觸發(fā)信號使其導(dǎo)通,用負(fù)觸發(fā)信號使其關(guān)斷的可控硅等等??煽毓韫ぷ髟碓诜治隹煽毓韫ぷ髟頃r,我們經(jīng)常將這種四層P1N1P2N2結(jié)構(gòu)看作由一個PNP管和NPN管構(gòu)成,如下圖所示。當(dāng)陽極A端加上正向電壓時,BG1和BG2管均處于放大狀態(tài),此時由控制極G端輸入正向觸發(fā)信號,使得BG2管有基極電流ib2通過,經(jīng)過BG2管的放大后,其集電極電流為ic2=β2ib2。而ic2沿電路流至BG1的基極,故有ib1=ic2,電流又經(jīng)BG1管的放大作用后,得到BG1的集電極電流為ic1=β1ib1=β1β2ib2。此電流又流回BG2的基極,使得BG2的基極電流ib2增大,從而形成正向反饋使電流劇增,進(jìn)而使得可控硅飽和并導(dǎo)通。由于在電路中形成了正反饋,所以可控硅一旦導(dǎo)通后無法關(guān)斷,即使控制極G端的電流消失,可控硅仍能繼續(xù)維持這種導(dǎo)通的狀態(tài)。一般由兩晶閘管反向連接而成.它的功用不僅是整流,還可以用作無觸點開關(guān)以快速接通或切斷電路。
故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0晶閘關(guān)處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽極電壓下,從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),從而提高起點流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結(jié),并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。從圖3,當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時,流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式(1—1)中,在晶閘管導(dǎo)通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后,門極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時,由于a1和a1迅速下降,當(dāng)1-(a1+a2)≈0時,晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)??煽毓柙碇饕猛揪庉嬁煽毓柙碚髌胀煽毓杌镜挠猛揪褪强煽卣鳌4蠹沂煜さ亩O管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成可控硅,就可以構(gòu)成可控整流電路。我畫一個簡單的單相半波可控整流電路〔圖4(a)〕。在性能上,可控硅不僅具有單向?qū)щ娦裕疫€具有比硅整流元件。上海哪里有可控硅模塊推薦廠家
反應(yīng)極快,在微秒級內(nèi)開通、關(guān)斷;無觸點運行,無火花、無噪音;效率高,成本低等等。山西哪里有可控硅模塊現(xiàn)貨
BG1、BG2受到反向電壓作用將處于截止?fàn)顟B(tài)。這時,即使輸入觸發(fā)信號,可控硅也不能工作。反過來,E接成正向,而觸動發(fā)信號是負(fù)的,可控硅也不能導(dǎo)通。另外,如果不加觸發(fā)信號,而正向陽極電壓大到超過一定值時,可控硅也會導(dǎo)通,但已屬于非正常工作情況了??煽毓柽@種通過觸發(fā)信號(小觸發(fā)電流)來控制導(dǎo)通(可控硅中通過大電流)的可控特性,正是它區(qū)別于普通硅整流二極管的重要特征。由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài),所以它具有開關(guān)特性,這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化,此條件見表1應(yīng)用舉例:可控硅在實際應(yīng)用中電路花樣多的是其柵極觸發(fā)回路,概括起來有直流觸發(fā)電路,交流觸發(fā)電路,相位觸發(fā)電路等等。1、直流觸發(fā)電路:如圖2是一個電視機(jī)常用的過壓保護(hù)電路,當(dāng)E+電壓過高時A點電壓也變高,當(dāng)它高于穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值時DZ道通,可控硅D受觸發(fā)而道通將E+短路,使保險絲RJ熔斷,從而起到過壓保護(hù)的作用。2、相位觸發(fā)電路:相位觸發(fā)電路實際上是交流觸發(fā)電路的一種,如圖3,這個電路的方法是利用RC回路控制觸發(fā)信號的相位。當(dāng)R值較少時,RC時間常數(shù)較少,觸發(fā)信號的相移A1較少,因此負(fù)載獲得較大的電功率;當(dāng)R值較大時,RC時間常數(shù)較大,觸發(fā)信號的相移A2較大。山西哪里有可控硅模塊現(xiàn)貨