三社
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任意時(shí)刻下的整流電流是由3相電中最高電位的一相連接的二極管流出,經(jīng)負(fù)載流r向電位最低的一相連接的二極管流回該。如圖一中:ωt=0時(shí),ua=0,ub= - √3/2·um,uc= +√3/2·um,此時(shí)電流由uc經(jīng)二極管dc1流經(jīng)負(fù)載r,再由db2流回ub。在0~30度內(nèi),uc電位最高,ub點(diǎn)位最低,故在這段時(shí)間內(nèi)始終是dc1、db2 二只二極管導(dǎo)通,在30~90度之間,ua電位最高,ub點(diǎn)位最低,故在這段時(shí)間內(nèi)始終是da1、db2 二只二極管導(dǎo)通, 在90~150度之間,ua電位最高,uc點(diǎn)位最低,故在這段時(shí)間內(nèi)始終是da1、dc2 二只二極管導(dǎo)通……,即每時(shí)每刻該電路上面的3只二極管中正極電位最高的一只導(dǎo)通 ,流經(jīng)電阻r,再由下面的3只二極管中負(fù)極電位最低的二極管,流回對(duì)應(yīng)電源。
電路每時(shí)每刻該都是倆倆二極管串接導(dǎo)通,其電流與負(fù)載電流相同,但負(fù)載的電流是連續(xù)的,而二極管是分3組循環(huán)導(dǎo)通,故選擇二極管的電流(平均電流值)應(yīng)為負(fù)載電流的1/3,如整流二極管電流為100a,該電路最大輸出容許電流為300a.
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當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí),為使晶閘管導(dǎo)通,必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。圖2中每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基極電流。因此,兩個(gè)互相復(fù)合的晶體管電路,當(dāng)有足夠的門(mén)極電流Ig流入時(shí),就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋,造成兩晶體管飽和導(dǎo)通,晶體管飽和導(dǎo)通。設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2;發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik;電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設(shè)流過(guò)J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0,
當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓,而門(mén)極未受電壓的情況下,式(1-1)中,Ig=0,(a1+a2)很小,故晶閘管的陽(yáng)極電流Ia≈Ic0 晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下,從門(mén)極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),從而提高其電流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過(guò)PNP管的發(fā)射結(jié),并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。從圖3,當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時(shí),式(1-1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽(yáng)極電流Ia.這時(shí),流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。 - 首先,我們可以把從陰極向上數(shù)的第一、二、三層看面是一只NPN型號(hào)晶體管,而二、三四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用。這樣就可畫(huà)出圖表-27(C)的等效電路圖來(lái)分析。當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間加上一個(gè)正向電壓Ea,又在控制極G和陰極C之間(相當(dāng)BG1的基一射間)輸入一個(gè)正的觸發(fā)信號(hào),BG1將產(chǎn)生基極電流Ib1,經(jīng)放大,BG1將有一個(gè)放大了β1倍的集電極電流IC1。因?yàn)锽G1集電極與BG2基極相連,IC1又是BG2的基極電流Ib2。BG2又把比Ib2(Ib1)放大了β2的集電極電流IC2送回BG1的基極放大。如此循環(huán)放大,直到BG1、BG2完全導(dǎo)通。實(shí)際這一過(guò)程是“一觸即發(fā)”的過(guò)程,對(duì)可控硅來(lái)說(shuō),觸發(fā)信號(hào)加入控制極,可控硅立即導(dǎo)通。導(dǎo)通的時(shí)間主要決定于可控硅的性能。可控硅和只有一個(gè)PN結(jié)的硅整流二極度管在結(jié)構(gòu)上迥然不同??煽毓璧乃膶咏Y(jié)構(gòu)和控制極的引用,為其發(fā)揮“以小控大”的優(yōu)異控制特性奠定了基礎(chǔ)。在應(yīng)用可控硅時(shí),只要在控制極加上很小的電流或電壓,就能控制很大的陽(yáng)極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達(dá)幾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。
- 可控硅一經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通后,由于循環(huán)反饋的原因,流入BG1基極的電流已不只是初始的Ib1,而是經(jīng)過(guò)BG1、BG2放大后的電流(β1*β2*Ib1)這一電流遠(yuǎn)大于Ib1,足以保持BG1的持續(xù)導(dǎo)通。此時(shí)觸發(fā)信號(hào)即使消失,可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)只有斷開(kāi)電源Ea或降低Ea,使BG1、BG2中的集電極電流小于維持導(dǎo)通的最小值時(shí),可控硅方可關(guān)斷。當(dāng)然,如果Ea極性反接,BG1、BG2由于受到反向電壓作用將處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí),即使輸入觸發(fā)信號(hào),可控硅也不能工作。反過(guò)來(lái),Ea接成正向,而觸動(dòng)發(fā)信號(hào)是負(fù)的,可控硅也不能導(dǎo)通。另外,如果不加觸發(fā)信號(hào),而正向陽(yáng)極電壓大到超過(guò)一定值時(shí),可控硅也會(huì)導(dǎo)通,但已屬于非正常工作情況了。
可控硅這種通過(guò)觸發(fā)信號(hào)(小的觸發(fā)電流)來(lái)控制導(dǎo)通(可控硅中通過(guò)大電流)的可控特性,正是它區(qū)別于普通硅整流二極管的重要特征。
- 控制極與陰極之間是一個(gè)P-N結(jié),因此它的正向電阻大約在幾歐-幾百歐的范圍,反向電阻比正向電阻要大??墒强刂茦O二極管特性是不太理想的,反向不是完全呈阻斷狀態(tài)的,可以有比較大的電流通過(guò),因此,有時(shí)測(cè)得控制極反向電阻比較小,并不能說(shuō)明控制極特性不好。另外,在測(cè)量控制極正反向電阻時(shí),萬(wàn)用表應(yīng)放在R*10或R*1擋,防止電壓過(guò)高控制極反向擊穿。
若測(cè)得元件陰陽(yáng)極正反向已短路,或陽(yáng)極與控制極短路,或控制極與陰極反向短路,或控制極與陰極斷路,說(shuō)明元件已損壞。
可控硅是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。實(shí)際上,可控硅的功用不僅是整流,它還可以用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)以快速接通或切斷電路,實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變,將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電,等等。可控硅和其它半導(dǎo)體器件一樣,其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn),使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域,成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件。