晶閘管的作用與原理

晶閘管是一種開關元件，顧名思義他的名字里面有一個閘字也就是門，開關的意思，他廣泛的應用在各種電路，以及電子設備中。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備，他通過一個電流很小的脈沖觸發(fā)晶閘管處于導通狀態(tài)此時他的電阻變得很小相當于一跟導線。

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

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

晶閘管導通和關斷條件

晶閘管原理和應用圖_晶閘管的工作原理分析

　　晶閘管在自動控制控制，機電領域，工業(yè)電氣及家電等方面都有廣泛的應用。晶閘管是一種有源開關元件，平時它保持在非道通狀態(tài)，直到由一個較少的控制信號對其觸發(fā)或稱“點火”使其道通，一旦被點火就算撤離觸發(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將流過晶閘管的電流減少到某一個值以下。

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　　晶閘管的工作原理分析：晶閘管可用兩個不同極性（P-N-P和N-P-N）晶體管來模擬，如圖G1所示。當晶閘管的柵極懸空時，BG1和BG2都處于截止狀態(tài)，此時電路基本上沒有電流流過負載電阻RL，當柵極輸入一個正脈沖電壓時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的基極電位進一步升高，BG1的基極電位進一步下降，經(jīng)過這一個正反饋過程使BG1和BG2進入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止狀態(tài)進入道通狀態(tài)，這時柵極就算沒有觸發(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，當減少到某一個值時由于電路的正反饋作用，電路將很快從道通狀態(tài)翻轉為截止狀態(tài)，我們稱這個電流為維持電流。在實際應用中，我們可通過一個開關來短路晶閘管的陽極和陰極從而達到晶閘管的關斷。

　　晶閘管應用舉例：晶閘管在實際應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是一個電視機常用的過壓保護電路，當E+電壓過高時A點電壓也變高，當它高于穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值時DZ道通，晶閘管D受觸發(fā)而道通將E+短路，使保險絲RJ熔斷，從而起到過壓保護的作用。

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