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光耦繼電器與固態(tài)繼電器有何區(qū)別?
發(fā)布時間:2017-08-14 09:08:27
 1、性能特點:

光耦繼電器:電壓低,電流低,速度快,封裝小,經(jīng)濟。

固態(tài)繼電器:電壓高,電流高,速度慢,封裝大,價格稍高。

 

2、工作原理:

  可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件,共有三個PN結(jié),分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成。

    當(dāng)陽極A加上正向電壓時,BG1BG2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,如此正向反饋循環(huán)的結(jié)果,兩個管子的電流劇增,可控硅使飽和導(dǎo)通。

由于BG1BG2所構(gòu)成的正反饋作用,所以一旦可控硅導(dǎo)通后,即使控制極G的電流消失了,可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài),由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用,沒有關(guān)斷功能,所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。

由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài),所以它具有開關(guān)特性,這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化。

狀態(tài)說明

從關(guān)斷到導(dǎo)通

1、陽極電位高于是陰極電位

2、控制極有足夠的正向電壓和電流

 兩者缺一不可

維持導(dǎo)通

1、陽極電位高于陰極電位

2、陽極電流大于維持電流

 兩者缺一不可

從導(dǎo)通到關(guān)

1、陽極電位低于陰極電位

2、陽極電流小于維持電流

 任一條件即可  

 

3、基本伏安特性

1)反向特性

當(dāng)控制極開路,陽極加上反向電壓時,J2結(jié)正偏,但J1、J2結(jié)反偏。此時只能流過很小的反向飽和電流,當(dāng)電壓進一步提高到J1結(jié)的雪崩擊穿電壓后,接差J3結(jié)也擊穿,電流迅速增加,特性發(fā)生了彎曲,彎曲處的電壓URO叫“反向轉(zhuǎn)折電壓”。此時,可控硅會發(fā)生永久性反向擊穿。

2)正向特性

當(dāng)控制極開路,陽極上加上正向電壓時,J1、J3結(jié)正偏,但J2結(jié)反偏,這與普通PN結(jié)的反向特性相似,也只能流過很小電流,這叫正向阻斷狀態(tài),當(dāng)電壓增加,特性發(fā)生了彎曲,彎曲處的是UBO叫,正向轉(zhuǎn)折電壓

 陽極加正向電壓

由于電壓升高到J2結(jié)的雪崩擊穿電壓后,J2結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng),在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量的電子和空穴,電子時入N1區(qū),空穴時入P2區(qū)。進入N1區(qū)的電子與由P1區(qū)通過J1結(jié)注入N1區(qū)的空穴復(fù)合,同樣,進入P2區(qū)的空穴與由N2區(qū)通過J3結(jié)注入P2區(qū)的電子復(fù)合,雪崩擊穿,進入N1區(qū)的電子與進入P2區(qū)的空穴各自不能全部復(fù)合掉,這樣,在N1區(qū)就有電子積累,在P2區(qū)就有空穴積累,結(jié)果使P2區(qū)的電位升高,N1區(qū)的電位下降,J2結(jié)變成正偏,只要電流稍增加,電壓便迅速下降,出現(xiàn)所謂負阻特性。

這時J1、J2、J3三個結(jié)均處于正偏,可控硅便進入正向?qū)щ姞顟B(tài)---通態(tài),此時,它的特性與普通的PN結(jié)正向特性相似

 

4、觸發(fā)導(dǎo)通

在控制極G上加入正向電壓時因J3正偏,P2區(qū)的空穴時入N2區(qū),N2區(qū)的電子進入P2區(qū),形成觸發(fā)電流IGT。在可控硅的內(nèi)部正反饋作用的基礎(chǔ)上,加上IGT的作用,使可控硅提前導(dǎo)通,導(dǎo)致伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。


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