可控硅的特性参数与选管代换

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可控硅是一种大功率，高耐压半导体器件，简称晶闸管（半导闸流管）。它可使半导体器件从弱电流领域进入到强电领域。其特点是能控制高压（可达几千伏）、大电流（可达几千安培），并具有重量轻、体积小、效率高、动作迅速、维护简单、操作方便、寿命长等优点。在阳极、阴极之间导通和截止，利用可控这一特点可实现多种自动化控制，因此被广泛应用在工农业生产、电力、电工线路中。不足之处，可控硅过载能力及扰干扰能力差。

（一）
控硅的构造和工作原理

可控硅的种类很多，按性能分：一般、高速用、栅控截次、反向导通、双向可控硅。按外形有螺栓式、平板式和塑封小功率式。见图1：可控硅有螺栓的一端是阳极，使用时可用它固定在散热器上，另一端有两根引线，其中较粗的一根是阴极，较细的一根是控制极。单板式可控硅的中间金属环的引出线是控制极，离控制极较远的端面是阳极；离控制极较近的端面是阴极，使用时，可把可控硅夹在两个散热器的中间，散热效果较好。
常用的可控硅有单向和双向之分，单向可控硅的内部结构见图2由图可知，它是由PNP型和NPN型两个晶体三极管的基极相互联接由三个PN结串联而成的四层三端半导体器件，控制极G和阴极K之间是一个PN结，由PN结的单向导电特性可知，其正反向电阻相差很大。而控制极G和阴极A之间有两个反向串联的PN结，因此无论A、G两个电极的电位谁高谁低，两极间是呈高阻值。所以用万用表可以很方便地测出其各电极引脚和好坏。在A极和K极间加正电压后，只有在G、K间加上正向触发电压，可控硅才导通。一旦导通，由于其内部电流循环的作用，可控硅立即进入饱和导通状态。实际工作中，G只需施加短暂的正脉冲电压便可触发可控硅导通，可控硅导通后相当于无触点开关闭合状态。其压降很小，仅1V左右。关闭时，相当于无触点开关断开状态呈现无穷大阻值。
双向可控硅，是单向可控硅的进一步发展。它是一个五层三端半导体器件，等效于二只单向可控硅反向并联。如图3：双向可控硅的导电特性是在第一阳极和第二阳极之间所加的交流电压，无论是正向电压还是反向电压，在控制极上所加的触发脉冲电压无论是正还是负脉冲电压，都可以使它正向或反向导通。双向可控硅有双向触发特性，主要用于交流供电电路中，其效率比单向可控硅高。
注意的是双向可控硅三端引出线除控制极外，其余二极不分阳极和阴极，而是第一阳极A1和第二阳极A2但触发信号必须加到控制极和第一阳极之间。如果用于直流电路中，A2相当于阳极，A1相当于阴极。G为控制极。
（二）可控硅参数和选管代换
选择使用可控硅首先要考虑到可控硅的参数，主要参数有额定电流（正向平均）、额定电压（重复峰值电压），触发电流、触发电压、额定正向平均电流简称正向电流，是指在规定的环境温度和标准散热条件下，阳极和阳极间可连续通过50HZ半波电流的平均值，一般取1.57倍如一只可控硅，标出额定正向电流是10A；则允许通过交流电流的有效值为10×1.57=15.7（A）。选管时，正向压降应越小越好，触发电压和触发电流可根据设计要求，用同型号的可控硅一般都能触发导通。在代换时型号与参数要求一致设法来找参数相近的可控硅代用。即管子的外型相同，管子的开关速度要基本一致。电流和电压相同或少高一点，以防止过高不触发或触发不灵敏。
对一些小功率塑封可控硅，可根据触发电流级别的色点选管使用，如3CT系列小功率可控硅常用红、橙、黄、绿、兰、紫、灰七种色点，红色点表示触发电流最小，灰色最大，最小的一般为几微安至几十微安最高达十几、几十毫安。应该选用色点相同的可控硅更换。在使用过程中要防止过电压对可控硅的危害，一般引起过电压的原因有电源通、断瞬间引起的过电压，电感负载的断开、电压波动等。一般过电压时间很短，呈尖峰状。常用阻容串联组成的“吸收电路”来保护可控硅不至于受到过电压击穿。

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