硅控制開關(SCS)

硅控制開關(SCS)

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硅控制開關(SCS)

硅控制開關(SCS)

硅控制開關SCS(Silicon Controlled Switch)亦稱四端小功率晶閘管。它屬於新穎、多功能半導體器件。只要改變其接線方式,就可構成普通晶閘管(SCR)、可關斷晶閘管(GTO)、逆導晶閘管(RCT)、互補型N門極晶閘管(NGT)、程控單結晶體管(PUT)、單結晶體管(UJT),此外還能構成NPN型晶體管 、PNP型晶體管、肖克萊二極管(SKD)、3種穩壓二極管、N型或P型負阻器件,分別實現十多種半導體器件的電路功能。迄今為止,還不曾有哪種器件象它具有如此眾多的功能。因此它被譽為新穎“萬能”器件亦當之無愧。

硅控制開關屬於PNPN四層四端器件,其內部結構、等效電路及符號如圖1所示。等效電路是由NPN晶體管(T1)和PNP晶體管(T2)組成的。四個引出端分別是陽極A、陰極K、陽極門極GA、陰極門極GK。由於其門極觸發電流極小(幾微安),開關時間(tON、toFF)極短,所以它相當於一隻高靈敏度的小功率晶閘管。容量一般為60V、0.5A,大多采用金屬殼封裝,管徑為8mm,管腳排列順序見圖2。國外典型產品有3N58、3N81、MAS32、3SF11等。

硅控制開關的最大特點是在PNPN的每一層都有一個引出端,所以使用極靈活。在不同接線方式下,硅控制開關的電路功能詳見表1。其中,肖克萊二極管SKD(Shockley Diode)屬於四層、高速、可控半導體整流二極管,可作開關二極管或觸發器,用於激光脈衝發生器中。除表中所列用途之外,硅控制開關還可用作繼電器驅動器、延時電路、脈衝發生器、雙穩態觸發器、高靈敏度電平檢測器。

硅控制開關伯GTO使用時,需注意以下幾點(參見圖3):

第一:A極接電源正極,K極接電源負極;

第二:GA極加負脈衝時器件導通。加正脈衝時器件關斷;

第三:GK極加正脈衝時器件導通,加負脈衝時器件關斷。

下面介紹利用萬用表檢查硅控制開關的方法

1.檢查三個PN結的單向導電性

將萬用表撥到R×1k檔,分別測量A-GA、GA-GK、GK -K之間的正、反向電阻。正向電阻應為幾千歐至十幾千歐,反向電阻為無窮大,說明PN結具有單向導電性。

2.檢查逆導性

只將 GA與A短接,即可觀察到逆導性。但為使效果更明顯,現將GK與K也短接,此時A、K之間只有兩個同極性並聯著的硅PN結,而且K極是接PN結正極,A極接PN結的負極。因此,用黑表筆接K極,紅表筆接A極,測出的是正向電阻,約為幾千歐。該特性就稱為“逆導”(反向導通之意)。

若交換表筆位置,就無逆導性,電阻變成無窮大。

3.檢查觸發能力

首先用黑表筆接A 極,紅表筆接K極,電阻為無窮大,證明器件關斷。再按下述步驟操作:

(1)用紅表筆尖搭一下GA極,然後脫開(但紅表筆始終接著A極),為相當於給GA極加負脈衝,若電阻迅速減小,則說明器件具有觸發能力。

(2)拿黑表筆搭一下GK極,旋即脫開,這相當於給GK極輸入正脈衝,電阻值迅速降低,表明有觸發能力。

4.檢查關斷能力

首先利用上面介紹的方法使器件導通,再進行以下操作:

(1)用黑表筆尖搭一下GA極,隨即脫開,如果電阻變成無窮大,證明器件被關斷,參見圖4(a)。

(2)用紅表筆尖搭一下GK極,迅速脫開,電阻呈無窮大,說明SCS關斷,參見圖4(b)


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