可控硅是一种具有四个层的PNPN结构半导体器件,主要用于交流电路中的电压和电流控制。可控硅的工作原理是通过正向电压和触发电压的作用,控制其导通和关断。可控硅和IGBT的工作原理、适用场合、耐压能力、开关速度和稳定性都有所不同,因此在不同的应用场合中需要选择不同的器件。
可控硅(SCR)和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)都是半导体器件,广泛应用于电子控制领域。虽然两者都可以控制电流的流动,但它们的工作原理和性能有所不同。本文将重点介绍可控硅的工作原理,并介绍可控硅和IGBT的区别。
一、可控硅的工作原理
可控硅是一种具有四个层的PNPN结构半导体器件。它由一个P型半导体片和两个N型半导体片组成,中间再加上一个PN结构。
当向可控硅的P区加上正向电压,同时向N2区加上一个正脉冲触发电压,可控硅就会导通。此时,N2区的电流就会流向P区,形成一个正向电流通路。即使触发电压被移除,可控硅也会继续导通。只有当电流在可控硅中断时,可控硅才会停止导通。
可控硅的导通过程可以分为以下几个阶段:
1、断电状态(OFF状态):当可控硅中的电流小于其激发电流时,它就处于断电状态。
2、触发状态:当向可控硅的控制端施加一个正脉冲触发电压时,可控硅就会进入触发状态。
3、导通状态(ON状态):当可控硅被触发后,它就会进入导通状态,此时从P区到N2区的电流就会流通。
4、关断状态:当电流在可控硅中断时,可控硅就会进入关断状态。
二、可控硅和IGBT的区别
1、工作原理不同
可控硅和IGBT的工作原理有很大的不同。可控硅是一种双向导通器件,只有当正向电压和触发电压同时作用于它时,它才会导通。而IGBT是一种单向导通器件,只有当正向电压作用于它时,它才会导通。
2、适用场合不同
可控硅主要适用于交流电路中的电压和电流控制,如交流调光、交流电机控制等。而IGBT主要适用于高速开关、电源控制、电机驱动等领域。
3、耐压能力不同
可控硅的耐压能力比IGBT高,通常可控硅的耐压能力在数百伏到数千伏之间,而IGBT的耐压能力在数十伏到数百伏之间。
4、开关速度不同
IGBT的开关速度比可控硅快,IGBT的开关速度可以达到几百千赫兹,而可控硅的开关速度只有几十赫兹。
5、稳定性不同
可控硅的稳定性比IGBT高,通常可控硅的稳定性可以达到数百万小时,而IGBT的稳定性只有几万小时。