可控矽是P1N1P2N2四層三端結構元件,共有三個PN接面,分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成,當陽極A加上正向電壓時,BG1和BG2管均處於放大狀態。此時,如果從控制極G輸入一個正向觸發訊號,BG2便有基流ib2流過,經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BG1放大,於是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,如此正向饋迴圈的結果,兩個管子的電流劇增,可控矽使飽和導通。由於BG1和BG2所構成的正反饋作用,所以一旦可控矽導通後,即使控制極G的電流消失了,可控矽仍然能夠維持導通狀態,由於觸發訊號只起觸發作用,沒有關斷功能,所以這種可控矽是不可關斷的。由於可控矽只有導通和關斷兩種工作狀態,所以它具有開關特性,這種特性需要一定的條件才能轉化,此條件見表1表1 可控矽導通和關斷條件狀態 條件 說明 從關斷到導通 1、陽極電位高於是陰極電位2、控制極有足夠的正向電壓和電流 兩者缺一不可 維持導通 1、陽極電位高於陰極電位2、陽極電流大於維持電流 兩者缺一不可 從導通到關斷 1、陽極電位低於陰極電位2、陽極電流小於維持電流 任一條件即可 2、基本伏安特性1)反向特性當控制極開路,陽極加上反向電壓時(見圖3),J2結正偏,但J1、J2結反偏。此時只能流過很小的反向飽和電流,當電壓進一步提高到J1結的雪崩擊穿電壓後,接差J3結也擊穿,電流迅速增加,圖3的特性開始彎曲,如特性OR段所示,彎曲處的電壓URO叫“反向轉折電壓”。此時,可控矽會發生永久性反向擊穿。(2)正向特性當控制極開路,陽極上加上正向電壓時),J1、J3結正偏,但J2結反偏,這與普通PN接面的反向特性相似,也只能流過很小電流,這叫正向阻斷狀態,當電壓增加,圖3的特性發生了彎曲,如特性OA段所示,彎曲處的是UBO叫:正向轉折電壓由於電壓升高到J2結的雪崩擊穿電壓後,J2結髮生雪崩倍增效應,在結區產生大量的電子和空穴,電子時入N1區,空穴時入P2區。進入N1區的電子與由P1區透過J1結注入N1區的空穴複合,同樣,進入P2區的空穴與由N2區透過J3結注入P2區的電子複合,雪崩擊穿,進入N1區的電子與進入P2區的空穴各自不能全部複合掉,這樣,在N1區就有電子積累,在P2區就有空穴積累,結果使P2區的電位升高,N1區的電位下降,J2結變成正偏,只要電流稍增加,電壓便迅速下降,出現所謂負阻特性,見圖3的虛線AB段。這時J1、J2、J3三個結均處於正偏,可控矽便進入正向導電狀態---通態,此時,它的特性與普通的PN接面正向特性相似,3、觸發導通在控制極G上加入正向電壓時因J3正偏,P2區的空穴時入N2區,N2區的電子進入P2區,形成觸發電流IGT。在可控矽的內部正反饋作用的基礎上,加上IGT的作用,使可控矽提前導通,導致圖3的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。
可控矽是P1N1P2N2四層三端結構元件,共有三個PN接面,分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成,當陽極A加上正向電壓時,BG1和BG2管均處於放大狀態。此時,如果從控制極G輸入一個正向觸發訊號,BG2便有基流ib2流過,經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BG1放大,於是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,如此正向饋迴圈的結果,兩個管子的電流劇增,可控矽使飽和導通。由於BG1和BG2所構成的正反饋作用,所以一旦可控矽導通後,即使控制極G的電流消失了,可控矽仍然能夠維持導通狀態,由於觸發訊號只起觸發作用,沒有關斷功能,所以這種可控矽是不可關斷的。由於可控矽只有導通和關斷兩種工作狀態,所以它具有開關特性,這種特性需要一定的條件才能轉化,此條件見表1表1 可控矽導通和關斷條件狀態 條件 說明 從關斷到導通 1、陽極電位高於是陰極電位2、控制極有足夠的正向電壓和電流 兩者缺一不可 維持導通 1、陽極電位高於陰極電位2、陽極電流大於維持電流 兩者缺一不可 從導通到關斷 1、陽極電位低於陰極電位2、陽極電流小於維持電流 任一條件即可 2、基本伏安特性1)反向特性當控制極開路,陽極加上反向電壓時(見圖3),J2結正偏,但J1、J2結反偏。此時只能流過很小的反向飽和電流,當電壓進一步提高到J1結的雪崩擊穿電壓後,接差J3結也擊穿,電流迅速增加,圖3的特性開始彎曲,如特性OR段所示,彎曲處的電壓URO叫“反向轉折電壓”。此時,可控矽會發生永久性反向擊穿。(2)正向特性當控制極開路,陽極上加上正向電壓時),J1、J3結正偏,但J2結反偏,這與普通PN接面的反向特性相似,也只能流過很小電流,這叫正向阻斷狀態,當電壓增加,圖3的特性發生了彎曲,如特性OA段所示,彎曲處的是UBO叫:正向轉折電壓由於電壓升高到J2結的雪崩擊穿電壓後,J2結髮生雪崩倍增效應,在結區產生大量的電子和空穴,電子時入N1區,空穴時入P2區。進入N1區的電子與由P1區透過J1結注入N1區的空穴複合,同樣,進入P2區的空穴與由N2區透過J3結注入P2區的電子複合,雪崩擊穿,進入N1區的電子與進入P2區的空穴各自不能全部複合掉,這樣,在N1區就有電子積累,在P2區就有空穴積累,結果使P2區的電位升高,N1區的電位下降,J2結變成正偏,只要電流稍增加,電壓便迅速下降,出現所謂負阻特性,見圖3的虛線AB段。這時J1、J2、J3三個結均處於正偏,可控矽便進入正向導電狀態---通態,此時,它的特性與普通的PN接面正向特性相似,3、觸發導通在控制極G上加入正向電壓時因J3正偏,P2區的空穴時入N2區,N2區的電子進入P2區,形成觸發電流IGT。在可控矽的內部正反饋作用的基礎上,加上IGT的作用,使可控矽提前導通,導致圖3的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。