單向晶閘管能在高電壓、大電流條件下工作,具有耐壓高、容量大、體積小等特點(diǎn),它是大功率形狀型半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于電力、電子線(xiàn)路中。
典型應(yīng)用:
1、交直流電機(jī)控制
2、各種整流電源
3、工業(yè)加熱控制
4、調(diào)光
5、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)
6、電機(jī)軟起動(dòng)
7、靜止無(wú)功補(bǔ)償
8、電焊機(jī)
9、變頻器
10、UPS電源
單向晶閘管內(nèi)有三個(gè)PN 結(jié),它們是由相互交疊的4 層P區(qū)和N區(qū)所構(gòu)成的.如圖(a) 所示。晶閘管的三個(gè)電極是從P1引出陽(yáng)極A,從N2引出陽(yáng)極K ,從P2引出控制極G ,因此可以說(shuō)它是一個(gè)四層三端半導(dǎo)體器件。
為了便于說(shuō)明.可以把圖(a) 所示晶閘管看成是由兩部分組成的(b),這樣可以把晶閘管等效為兩只三極管組成的一對(duì)互補(bǔ)管.左下部分為NPN型管,在上部分為PNP 型管(c)。
當(dāng)接上電源Ea后, VT1及VT2都處于放大狀態(tài),若在G 、K 極間加入一個(gè)正觸發(fā)信號(hào),就相當(dāng)于在VT1基極與發(fā)射極回路中有一個(gè)控制電流IC, 它就是VT1的基極電流IB1。經(jīng)放大后, VT1產(chǎn)生集電極電流ICI。 此電流流出VT2 的基極,成為VT2 的基極電流IB2。于是,
VT2 產(chǎn)生了集電極電流IC2。IC2再流入VT1 的基極,再次得到放大。這樣依次循環(huán)下去,一瞬間便可使VT1和VT2全部導(dǎo)通并達(dá)到飽和。所以,當(dāng)晶閘管加上正電壓后,一輸入觸發(fā)信號(hào),它就會(huì)立即導(dǎo)通。晶閘管一經(jīng)導(dǎo)通后,由于導(dǎo)致VT1基極上總是流過(guò)比控制極電流IG大得多的電流,所以即使觸發(fā)信號(hào)消失后,晶閘管仍舊能保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有降低電源電壓Ea,使VT1、VT2 集電極電流小于某一維持導(dǎo)通的最小值,晶閘管才能轉(zhuǎn)為關(guān)斷狀態(tài)。
如果把電源Ea反接, VT1 和VT2 都不具備放大工作條件,即使有觸發(fā)信號(hào),晶閘管也無(wú)法工作而處于關(guān)斷狀態(tài)。同樣,在沒(méi)有輸入觸發(fā)信號(hào)或觸發(fā)信號(hào)極性相反時(shí),即使晶閘管加上正向電壓.它也無(wú)法導(dǎo)通。上述的幾種情況可參見(jiàn)下圖 。
總而言之,單向晶閘管具有可控開(kāi)關(guān)的特性,但是這種控制作用是觸發(fā)控制,它與一般半導(dǎo)體三極管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路的控制作用是不同的。