可控硅模块从内部封装芯片上可以分为可控模块和整流模块。从具体用途上可分为:普通晶闸管模块(MTCMTXMTKMTA)、普通整流模块(MDC)、普通晶闸管、整流混合模块(MFC)、快速晶闸管、整流混合模块(MKCMZC)、非绝缘晶闸管、整流混合模块(即所谓电焊机专用模块MTG)可控硅(简称SCR)是一种大功率电气元件,又称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长的优点。在自动控制系统中,它可以作为大功率驱动装置,用小功率控制器控制大功率设备。它已广泛应用于交流/DC电机调速系统中, 功率调节系统和伺服系统。可控硅分为单向可控硅和双向可控硅。三端双向可控硅开关也叫TRIAC。双向晶闸管在结构上相当于两个单向晶闸管反向连接,具有双向导通的功能。它的开关状态由控制极G决定,给控制极G加一个正脉冲(或负脉冲)可以使它正向(或反向)导通。这种器件的优点是控制电路简单,不存在反向耐压问题,特别适用于交流无触点开关。晶闸管是一种三PN结四层结构的大功率半导体器件。可控硅体积小,结构简单,功能强大,能起到多种作用,如变频、 整流、逆变和无触点开关,因此被广泛应用于各种电子产品中,如调光灯、照相机、无线电遥控器、音响等。
结构:
大家用的都是单向晶闸管,也就是常说的普通晶体门。
晶闸管管,由四层半导体材料组成,有三个PN结和三个外电极(图2(A)):P层半导体引出的电极称为阳极A,P层半导体引出的电极称为控制电极G,N层半导体引出的电极称为阴极k,从晶闸管的电路符号可以看出[图2 (b)],它是一个类似二极管的单向导通器件,关键是增加了一个控制电极G,使其具有与二极管完全不同的工作特性。P1N1P2N2基于硅单晶的四层三端器件,始于1957年。由于其特性类似于真空闸流管,国际上称为硅闸流管,缩写为晶闸管T,又因其具有静态整流作用,故又称为可控硅整流元件,缩写为可控硅。在性能上, SCR不仅具有单向导通性,还具有比硅整流器(俗称“死硅”)更有价值的可控性。它只有两种状态:开和关。
可控硅整流器可以控制毫安级电流的大功率机电设备。如果超过这个功率,由于元件的开关损耗显著增加,允许通过的平均电流会降低。此时,标称电流应该下降。可控硅有很多优点,比如:用小功率控制大功率,功率放大高达几十万倍;反应极快,微秒级开关;无触点操作,无火花,无噪音;效率高,成本低等等。SCR的缺点:静态和动态过载能力差;容易被干扰误导。可控硅整流器可分为螺栓形、平板形和平底形。
不管可控硅的形状如何,它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。参见图1。它有三个PN结(J1、J2、JBOY3乐队),分别来自J1结构的P1层、阳极A、阴极K和控制电极G,所以它是一个四层三端半导体器件。
SCR结构示意图和符号图