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    技術文章

    晶閘管是如何工作的

    在深入研究晶閘管的工作原理之前,讓我們了解為什么當我們已經有一個名為晶體管的微型元件可以幫助我們進行開關和放大時,為什么需要它。

    盡管晶體管可以執行開關操作,但它們在處理大量電流方面并不好。晶體管的另一個問題是,當我們移除開關電流時,它們會被關閉。

    當我們想觸發并去除開關電流時,我們需要另一個器件,因為此處晶體管發生故障。為了解決上述兩個問題,需要晶閘管。除了處理大量電流外,即使去除了開關電流,它也可以連續運行。

    晶閘管是一種四層固態半導體器件,包含串聯的3個PN結,這些PN結具有3個稱為陽極,陰極和柵極的端子。像二極管一樣,晶閘管也是單向器件,但與二極管不同,它可以用作開路開關。

    晶閘管的工作原理

    在晶閘管中,硅晶片摻雜有四種交替的P和N型,看起來像兩個背靠背連接的晶體管(如下圖所示)。


    晶閘管的工作原理



    晶閘管的工作原理


    在這里,P(陰極)和N(陽極)串聯在一起,因此我們得到了三個端子引腳:陽極,柵極和陰極。

    當我們正向偏置陽極和陰極,即連接到電池正負極的陽極和陰極時,由于耗盡層的破壞,第一個PN結和最后一個PN結(j1和j3)變為正向偏置。結j2保持反向偏置,因為沒有電流提供給柵極。

    當我們向柵極提供電流時,j2結層開始斷開,電流開始在電路中流動。當足夠的正信號電流或脈沖施加到柵極端子時,它將觸發晶閘管進入導通狀態。

    晶閘管只能完全導通或截止,這意味著它不能像晶體管一樣處于導通和截止狀態之間。這使得晶閘管不適合用作模擬放大器,但可用作開關器件。

    它的三種工作模式:

    轉發阻止模式

    結點j1和j3處于正向工作狀態,而結點j2處于反向偏置狀態,并且不允許電流流動。

    正向傳導模式

    在此,將正電壓施加到柵極端子,導致j2耗盡區擊穿。因此,電流開始在電路中流動,并導致開關導通模式。

    反向封鎖模式

    在這里,當柵極保持開路時,我們給陽極提供負電壓,給陰極提供正電壓,從而使j1和j3處于反向偏置狀態,而j2處于正向偏置狀態。由于j1和j2被反向偏置,因此電流不可能流動。

    晶閘管的用途和類型

    通常有3種不同的晶閘管:

    1.可控硅整流器-SCR

    它具有控制大電流的能力,通常用作電路中的高頻開關。

    2.關斷晶閘管– GTO

    它們用于逆變器,交流變頻器,感應加熱器等。

    3.絕緣柵控雙極晶體管-IGBT

    它們用于SMPS,電機控制,感應加熱等。

    我們使用晶閘管作為開關電路,其中我們必須控制電動機并操作ON / OFF燈。

    注意:晶閘管器件主要用于涉及高電壓和高電流的地方,通常用于控制交流電(AC)

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