從可控硅模塊的內(nèi)部解析運行過程

2021-10-20

可控硅模塊是四層三端元器件,它有J1、J2、J33個PN結(jié)圖1,能夠把它中間的NP分為兩部分,組成1個PNP型三極管和1個NPN型三極管的復(fù)合管圖2。

當可控硅模塊承擔正方向陽極電壓時,為使可控硅模塊導(dǎo)銅,務(wù)必使承擔反方向電壓的PN結(jié)J2喪失阻擋功能。圖2中每一個晶體管的集電極電流同時便是另1個晶體管的基極電流。所以,2個互相復(fù)合的晶體管線路,當有一定的門機電流Ig注入時,便會出現(xiàn)強烈的正反饋,導(dǎo)致兩晶體管飽和導(dǎo)通,晶體管飽和導(dǎo)通。

設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相對為Ic1和Ic2;發(fā)射極電流相對為Ia和Ik;電流放大系數(shù)相對為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設(shè)流經(jīng)J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0,

可控硅模塊的陽極電流等同于兩管的集電極電流和漏電流的之和:

Ia=Ic1+Ic2+Ic0或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0

若門極電流為Ig,則可控硅模塊陰極電流為Ik=Ia+Ig

從而能夠得出可控硅模塊陽極電流為:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式

硅PNP管和硅NPN管相對的電流放大系數(shù)a1和a2隨著發(fā)射極電流的變化而急劇變化如下圖3所顯示。
當可控硅模塊承擔正方向陽極電壓,而門極未受電壓的狀況下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)較小,故可控硅模塊的陽極電流Ia≈Ic0晶閘關(guān)處在正方向阻斷情況。當可控硅模塊在正方向陽極電壓下,從門極G流到電流Ig,因為非常大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),進而提升 起點流放大系數(shù)a2,形成非常大的極電極電流Ic2流進PNP管的發(fā)射結(jié),并提升 了PNP管的電流放大系數(shù)a1,形成更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。如此強烈的正反饋過程快速進行。從圖3,當a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,所以提升 了可控硅模塊的陽極電流Ia.這時,流進可控硅模塊的電流完全由主電路的電壓和線路電阻確定。可控硅模塊已處在正向?qū)ㄇ闆r。

式(1—1)中,在可控硅模塊導(dǎo)通后,1-(a1+a2)≈0,即便這時門極電流Ig=0,可控硅模塊仍能維持原先的陽極電流Ia而再次導(dǎo)通。可控硅模塊在導(dǎo)通后,門極已喪失作用。

在可控硅模塊導(dǎo)通后,倘若不斷的減少電源電壓或增大線路電阻,使陽極電流Ia減少到維持電流IH之下時,因為a1和a1快速下降,當1-(a1+a2)≈0時,可控硅模塊恢復(fù)阻斷情況。

以上就是傳承電子對從可控硅模塊的內(nèi)部解析運行過程的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業(yè)領(lǐng)域的功率半導(dǎo)體模塊制造商,為眾多的企業(yè)公司提供功率半導(dǎo)體模塊的定制、生產(chǎn)和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業(yè)務(wù)。主要產(chǎn)品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導(dǎo)體模塊、各種標準和非標準的功率半導(dǎo)體模塊等。

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