晶閘管的作用與原理

晶閘管是一種開關(guān)元件，顧名思義他的名字里面有一個(gè)閘字也就是門，開關(guān)的意思，他廣泛的應(yīng)用在各種電路，以及電子設(shè)備中。這里介紹一下晶閘管的作用以及原理。晶閘管是典型的小電流控制大電流的設(shè)備，他通過一個(gè)電流很小的脈沖觸發(fā)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)此時(shí)他的電阻變得很小相當(dāng)于一跟導(dǎo)線。

晶閘管原理：

<晶閘管的作用與原理圖>

我們分析晶閘管的作用與原理的時(shí)候可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成，其等效圖解如上圖所當(dāng)陽極A加上正向電壓時(shí)，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時(shí)，如果從控制極G輸入一個(gè)正向觸發(fā)信號，BG2便有基流ib2流過，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=β2ib2。因?yàn)锽G2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic2。此時(shí)，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個(gè)電流又流回到BG2的基極，表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結(jié)果，兩個(gè)管子的電流劇增，可控硅使飽和導(dǎo)通。由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋?zhàn)饔?，所以一旦可控硅?dǎo)通后，即使控制極G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。有很多單片機(jī)控制晶閘管的電路供您參考。

由于他只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)，所以晶閘管具有開關(guān)特性，這也就是晶閘管的作用，他的開關(guān)是需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化，此條件見下表

晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷條件

晶閘管原理和應(yīng)用圖_晶閘管的工作原理分析

　　晶閘管在自動控制控制，機(jī)電領(lǐng)域，工業(yè)電氣及家電等方面都有廣泛的應(yīng)用。晶閘管是一種有源開關(guān)元件，平時(shí)它保持在非道通狀態(tài)，直到由一個(gè)較少的控制信號對其觸發(fā)或稱“點(diǎn)火”使其道通，一旦被點(diǎn)火就算撤離觸發(fā)信號它也保持道通狀態(tài)，要使其截止可在其陽極與陰極間加上反向電壓或?qū)⒘鬟^晶閘管的電流減少到某一個(gè)值以下。

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　　晶閘管的工作原理分析：晶閘管可用兩個(gè)不同極性（P-N-P和N-P-N）晶體管來模擬，如圖G1所示。當(dāng)晶閘管的柵極懸空時(shí)，BG1和BG2都處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電路基本上沒有電流流過負(fù)載電阻RL，當(dāng)柵極輸入一個(gè)正脈沖電壓時(shí)BG2道通，使BG1的基極電位下降，BG1因此開始道通，BG1的道通使得BG2的基極電位進(jìn)一步升高，BG1的基極電位進(jìn)一步下降，經(jīng)過這一個(gè)正反饋過程使BG1和BG2進(jìn)入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入道通狀態(tài)，這時(shí)柵極就算沒有觸發(fā)脈沖電路由于正反饋的作用將保持道通狀態(tài)不變。如果此時(shí)在陽極和陰極加上反向電壓，由于BG1和BG2均處于反向偏置狀態(tài)所以電路很快截止，另外如果加大負(fù)載電阻RL的阻值使電路電流減少BG1和BG2的基電流也將減少，當(dāng)減少到某一個(gè)值時(shí)由于電路的正反饋?zhàn)饔?，電路將很快從道通狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，我們稱這個(gè)電流為維持電流。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可通過一個(gè)開關(guān)來短路晶閘管的陽極和陰極從而達(dá)到晶閘管的關(guān)斷。

　　晶閘管應(yīng)用舉例：晶閘管在實(shí)際應(yīng)用中電路花樣最多的是其柵極觸發(fā)回路，概括起來有直流觸發(fā)電路，交流觸發(fā)電路，相位觸發(fā)電路等等。

　　1. 直流觸發(fā)電路：如圖G2是一個(gè)電視機(jī)常用的過壓保護(hù)電路，當(dāng)E+電壓過高時(shí)A點(diǎn)電壓也變高，當(dāng)它高于穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值時(shí)DZ道通，晶閘管D受觸發(fā)而道通將E+短路，使保險(xiǎn)絲RJ熔斷，從而起到過壓保護(hù)的作用。

　　2. 相位觸發(fā)電路：相位觸發(fā)電路實(shí)際上是交流觸發(fā)電路的一種，如圖G3，這個(gè)電路的方法是利用RC回路控制觸發(fā)信號的相位。當(dāng)R值較少時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較少，觸發(fā)信號的相移A1較少，因此負(fù)載獲得較大的電功率；當(dāng)R值較大時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較大，觸發(fā)信號的相移A2較大，因此負(fù)載獲得較少的電功率。這個(gè)典型的電功率無級調(diào)整電路在日常生活中有很多電氣產(chǎn)品中都應(yīng)用它。