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关 键 词：家电可控硅BTA24-800B
行 业：仪器仪表 电子元器件 电源IC
发布时间：2020-11-24
可控硅(Silicon Controlled Rectifier) 简称SCR，是一种大功率电器元件，也称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。
可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制G决定。在控制G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。这种装置的优点是控制电路简单，没有反向耐压问题，因此特别适合做交流无触点开关使用。
大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电〔图2(a）〕：层P型半导体引出的电叫阳A，第三层P型半导体引出的电叫控制G，第四层N型半导体引出的电叫阴K。从晶闸管的电路符号〔图2(b）〕可以看到，它和二管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制G，这就使它具有与二管完全不同的工作特性。
以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件,起始于1957年，因为它的特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T，又因为晶闸管初的在静止整流方面，所以又被称之为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。
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")为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。
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，因元件开关损耗显着增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。
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；反应快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。
可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。
可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。
可控硅元件的结构
不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。见图1。它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制G，所以它是一种四层三端的半导体器件。
电压测方法
可控硅为什么其有“以小控大”的可控性呢？下面我们用图表-27来简单分析可控硅的工作原理。
首先，可以把从阴向上数的、二、三层看面是一只NPN型号晶体管，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。当在阳和阴之间加上一个正向电压Ea，又在控制G和阴C之间（相当BG1的基一射间）输入一个正的触发信号，BG1将产生基电流Ib1，经放大，BG1将有一个放大了β1倍的集电电流IC1。因为BG1集电与BG2基相连，IC1又是BG2的基电流Ib2。BG2又把比Ib2（Ib1）放大了β2的集电电流IC2送回BG1的基放大。如此循环放大，直到BG1、BG2完全导通。实际这一过程是“一触即发”的过程，对可控硅来说，触发信号加入控制，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BG1基的电流已不只是初始的Ib1，而是经过BG1、BG2放大后的电流（β1β2Ib1）这一电流远大于Ib1，足以保持BG1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Ea或降低Ea，使BG1、BG2中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Ea性反接，BG1、BG2由于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，Ea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，而正向阳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（小的触发电流）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。
普通可控硅的三个电可以用万用表欧姆挡R×100挡位来测。大家知道，晶闸管G、K之间是一个PN结（a），相当于一个二管，G为正、K为负，所以，按照测试二管的方法，找出三个中的两个，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表黑表笔接的是控制G，可以用刚才演示用的示教板电路。接通电源开关S，按一下按钮开关SB，灯泡发光就是好的，不发光就是坏的。
应用类型
双向可控硅的特性曲线是由一、三两个象限内的曲线组合成的。象限的曲线说明当加到主电上的电压使Tc对T1的性为正时，我们称为正向电压，并用符号U21表示。当这个电压逐渐增加到等于转折电压UBO时，图3(b)左边的可控硅就触发导通，这时的通态电流为I21，方向是从T2流向Tl。从图中可以看到，触发电流越大，转折电压就越低，这种情形和普通可控硅的触发导通规律是一致的， 当加到主电上的电压使Tl对T2的性为正时，叫做反向电压，并用符号U12表示。当这个电压达到转折电压值时，图3（b)右边的可控硅便触发导通，这时的电流为I12，其方向是从T1到T2。这时双向可控硅的特性曲线，如图4中第三象限所示。
四种触发方式
由于在双向可控硅的主电上，无论加以正向电压或是反向电压，也不管触发信号是正向还是反向，它都能被触发导通，因此它有以下四种触发方式：(1)当主电T2对Tl所加的电压为正向电压，控制G对电Tl所加的也是正向触发信号（图5a）。双向可控硅触发导通后，电流I2l的方向从T2流向T1。由特性曲线可知，这时双向可控硅触发导通规律是按第二象限的特性进行的，又因为触发信号是正向的，所以把这种触发叫做“象限的正向触发”或称为I+触发方式。(2)如果主电T2仍加正向电压，而把触发信号改为反向信号(图5b)，这时双向可控硅触发导通后，通态电流的方向仍然是从T2到T1。我们把这种触发叫做“象限的负触发”或称为I-触发方式。(3)两个主电加上反向电压U12(图5c)，输入正向触发信号，双向可控硅导通后，通态电流从T1流向T2。双向可控硅按第三象限特性曲线工作，因此把这种触发叫做Ⅲ+触发方式。 (4)两个主电仍然加反向电压U12，输入的是反向触发信号(图5d)，双向可控硅导通后，通态电流仍从T1流向T2。这种触发就叫做Ⅲ-触发方式。 双向可控硅虽然有以上四种触发方式，但由于负信号触发所需要的触发电压和电流都比较小。工作比较可靠，因此在实际使用时，负触发方式应用较多。
普通晶闸管基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二管整流电路属于不可控整流电路。如果把二管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路。以简单的单相半波可控整流电路为例，在正弦交流电压U2的正半周期间，如果VS的控制没有输入触发脉冲Ug，VS仍然不能导通，只有在U2处于正半周，在控制外加触发脉冲Ug时，晶闸管被触发导通。画出它的波形（c）及（d），只有在触发脉冲Ug到来时，负载RL上才有电压UL输出。Ug到来得早，晶闸管导通的时间就早；Ug到来得晚，晶闸管导通的时间就晚。通过改变控制上触发脉冲Ug到来的时间，就可以调节负载上输出电压的平均值UL。在电工技术中，常把交流电的半个周期定为180°，称为电角度。这样，在U2的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。很明显，α和θ都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。通过改变控制角α或导通角θ，改变负载上脉冲直流电压的平均值UL，实现了可控整流。
1：小功率塑封双向可控硅通常用作声光控灯光系统。额定电流：IA小于2A。
2：大；率塑封和铁封可控硅通常用作功率型可控调压电路。像可调压输出直流电源等等。
3：大功率高频可控硅通常用作工业中；高频熔炼炉等。
