欧派克可控硅T281N65TOF感应器
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可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成。它的功能不仅是整流,还可以用作无触点开关的快速接通或切断;实现将直流电变流电的逆变;将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样,有体积小、、稳定性好、工作可靠等优点。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。目前可控硅在自动控制、机电应用、工业电气及家电等方面都有广泛的应用。
可控硅从外形上区分主要有螺旋式、平板式底式三种。螺旋式应用较多。
可控硅有三个----阳(A)、阴(C)和控制(G),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,与只有一个PN结的硅整流二管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制的引入,为其发挥“以小控大”的控制特性奠定了基础。可控硅应用时,只要在控制加上很小的电流或电压,能控制很大的阳电流或电压。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。
我们可以把从阴向上数的、二、三层看面是一只N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。可画出图1的等效电路图。当在阳和阴之间加上一个正向电压E,又在控制G和阴C之间(相当BG2的基一射间)输入一个正的触发信号,BG2将产生基电流Ib2,经放大,BG2将有一个放大了β2倍的集电电流IC2。因为BG2集电与BG1基相连,IC2又是BG1的基电流Ib1。BG1又把Ib1(Ib2)放大了β1的集电电流IC1送回BG2的基放大。如此循环放大,直到BG1、BG2完全导通。事实上这一过程是“一触即发”的,对可控硅来说,触发信号加到控制,可控硅立即导通。导通的时间主要决定于可控硅的性能。
可控硅一经触发导通后,由于循环反馈的原因,流入BG2基的电流已不只是初始的Ib2,而是经过BG1、BG2放大后的电流(β1*β2*Ib2),这一电流远大于Ib2,足以保持BG2的持续导通。此时触发信号即使消失,可控硅仍保持导通状态,只有断开电源E或降低E的输出电压,使BG1、BG2的集电电流小于维持导通的小值时,可控硅方可关断。当然,如果E性反接,BG1、BG2受到反向电压作用将处于截止状态。这时,即使输入触发信号,可控硅也不能工作。反过来,E接成正向,而触动发信号是负的,可控硅也不能导通。另外,如果不加触发信号,而正电压大到超过一定值时,可控硅也会导通,但已属于非正常工作情况了。
可控硅这种通过触发信号(小触发电流)来控制导通(可控硅中通过大电流)的可控特性,正是它区别于普通硅整流二管的重要特征。
可控硅产品性能特点:
1、在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件(俗称"死硅")更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态;
2、可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备,如果超过此功率,因元件开关损耗显著增加,允许通过的平均电流相降低,此时,标称电流应降级使用;
3、可控硅的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪音;,成本低等等;
4、可控硅从外形类主要有:螺栓形、平板形和平底形。
使用可控硅时要知道的各项参数如下:
1、额定通态平均电流:
在环境温度为+40℃及规定的散热条件、纯电阻负载、元件导通角大于己于170°电角度时,可控硅所允许的单相工频正弦半波电流在一个周期内的大平均值;
2、通态平均电压:在规定环境、温度散热条件下,元件通以额定通态平均电流,结温稳定时,阳极和阴极间电压平均值;
3、控制极触发电压:在室温下,阳极和阴极间加6V电压时,使可控硅从截止变为完全导通所需的小控制极直流电压;
4、控制极触发电流:在室温下,阳极和阴极间加6V电压时,使可控硅从截止变为完全导通所需的控制极小直流电流;
5、断态重复峰值电压:在控制极断开和正向阻断的条件下,阳极和阴极间可重复施加的正向峰值电压。其数值规定为断态下重复峰值电压UPSM的80%;
6、反向重复峰值电压:在控制极断开的条件下,阳极和阴极之间可重复施加的反向峰值电压。其数值规定为反向不重复峰值电压URSM的80%。一般把UPFV和UPRV中较小的数值作为元件的额定电压;
7、维持电压:在室温和控制极断路时,可控硅从较大的通态电流降至刚好能保持元件处于通态的小电流,一般为几十到一百多mA。如果通过的正向电流小于此值,可控硅就不能继续保持导通而自行截止。