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其闸流特性表现为当可控硅加上正向阳极电压的同时又加上适当的正向控制电压时,可控硅就导通;这一导通即使在撤去门极控制电压后仍将维持,一直到加上反向阳极电压或阳极电流小于可控硅自身的维持电流后才关断。普通的可控硅调光器就是利用可控硅的这一特性实现前沿触发相控调压的。在正弦波交流电过零后的某一时刻t1(或某一相位角wt1),在可控硅控制极上加一触发脉冲,使可控硅导通,根据前面介绍过的可控硅开关特性,这一导通将维持到正弦波正半周结束。因此在正弦波的正半周(即0~p区间)中,0~wt1范围可控硅不导通,这一范围称为控制角,常用a表示;而在wt1~p间可控硅导通,这一范围称为导通角,常用j表示。同理在正弦波交流电的负半周,对处于反向联接的另一个可控硅(对两个单向可控硅反并联或双向可控硅而言)在t2时刻(即相位角wt2)施加触发脉冲,使其导通。如此周而复始,对正弦波每半个周期控制其导通,获得相同的导通角。如改变触发脉冲的施加时间(或相位),即改变了导通角j(或控制角a)的大小。导通角越大调光器输出的电压越高,灯就越亮。从上述可控硅调光原理可知,调光器输出的电压波形已经不再是正弦波了,除非调光器处在全导通状态。
它的出现,使半导体技术从弱电领域进入了强电领域,成为工业、农业、交通运输、科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。一、可控硅的结构和特性■可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种(见图表-25)。螺旋式的应用较多。■可控硅有三个电极----阳极(A)阴极(C)和控制极(G)。它有管芯是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构,共有三个PN结。其结构示意图和符号见图表-26。■从图表-26中可以看到,可控硅和只有一个PN结的硅整流二极度管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制极的引用,为其发挥“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。在应用可控硅时,只要在控制极加上很小的电流或电压,就能控制很大的阳极电流或电压。目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅,50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。■可控硅为什么其有“以小控大”的可控性呢?下面我们用图表-27来简单分析可控硅的工作原理。■首先,我们可以把从阴极向上数的第1、二、三层看面是一只NPN型号晶体管,而二、三四层组成另一只PNP型晶体管。其中第二、第三层为两管交迭共用。这样就可画出图表-27。
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