ST可控�是意法半�(dǎo)體公司(�(jiǎn)稱ST)生�(chǎn)的可控硅�(tǒng)�??煽�?,也稱為晶閘�,是可控硅整流元件的�(jiǎn)稱,是一種具有三�(gè)PN �(jié)的四層結(jié)�(gòu)的大功率半導(dǎo)體器�??煽毓杵骷且环N非常重要的功率器�,可用來(lái)做高電壓和高電流的控�。可控硅器件主要用在�(kāi)�(guān)方面,使器件從關(guān)閉或是阻斷的狀�(tài)�(zhuǎn)換為�(kāi)啟或是導(dǎo)通的狀�(tài),反之亦�??煽毓杵骷c雙極�晶體管有密切的關(guān)系,二者的傳導(dǎo)�(guò)程皆牽涉到電子和空穴,但可控硅的�(kāi)�(guān)�(jī)制和雙極晶體�是不同的,且�?yàn)槠骷Y(jié)�(gòu)不同,可控硅器件有較寬廣范圍的電流、電壓控制能��
意法半導(dǎo)體(ST)成立于1987年,是意大利SGS半導(dǎo)體公司和法國(guó)湯姆遜半�(dǎo)體合并后的新企業(yè),公司自1994年起公開(kāi)上市,意法半�(dǎo)體股票在紐約證券交易所(交易代碼:STM�、泛歐巴黎證券交易所和意大利米蘭證券交易所掛牌上市。從成立之初至今,意法半�(dǎo)體的增長(zhǎng)速度超過(guò)了半�(dǎo)體工�(yè)的整體增�(zhǎng)速度。自2005年起,意法半�(dǎo)體始終是世界五大半導(dǎo)體公司之一�
整�(gè)集團(tuán)共有員工�50,000人,擁有16�(gè)先�(jìn)的研�(fā)�(jī)�(gòu)�39�(gè)�(shè)�(jì)和應(yīng)用中��13�(gè)主要制造廠,并�36�(gè)�(guó)家設(shè)�78�(gè)銷售辦事��
公司總部�(shè)在瑞士日�(nèi)瓦,同時(shí)也是歐洲、中東和非洲地區(qū)(EMEA)市�(chǎng)的總�;公司的美國(guó)總部�(shè)在德克薩斯州�(dá)拉斯市的卡羅�;亞太區(qū)總部�(shè)在新加坡;日本的�(yè)�(wù)則以東京為總�;大中國(guó)區(qū)總部�(shè)在上�,負(fù)�(zé)香港、大陸和�(tái)灣三�(gè)地區(qū)的業(yè)�(wù)�
st可控硅是由四層半�(dǎo)體材料組成的,有三�(gè)PN�(jié),對(duì)外有三�(gè)電極:層P型半�(dǎo)體引出的電極叫陽(yáng)極A,第三層P型半�(dǎo)體引出的電極叫控制極G,第四層N型半�(dǎo)體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號(hào)可以看到,它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷P(guān)鍵是多了一�(gè)控制極G,這就使它具有與二極管完全不同的工作特性�
st可控硅是P1N1P2N2四層三端�(jié)�(gòu)元件,共有三�(gè)PN�(jié),分析原理時(shí),可以把它看作由一�(gè)PNP管和一�(gè)NPN管所組成,其等效圖解如圖1所�
�(dāng)�(yáng)極A加上正向電壓�(shí),BG1和BG2管均處于放大狀�(tài)。此�(shí),如果從控制極G輸入一�(gè)正向觸發(fā)信號(hào),BG2便有基流ib2流過(guò),經(jīng)BG2放大,其集電極電流ic2=β2ib2。因?yàn)锽G2的集電極直接與BG1的基極相�,所以ib1=ic2。此�(shí),電流ic2再經(jīng)BG1放大,于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這�(gè)電流又流回到BG2的基極,表成正反�,使ib2不斷增大,如此正向饋循環(huán)的結(jié)�,兩�(gè)管子的電流劇�,st可控硅使飽和�(dǎo)通�
由于BG1和BG2所�(gòu)成的正反�?zhàn)�?,所以一旦st可控硅導(dǎo)通后,即使控制極G的電流消失了,st可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀�(tài),由于觸�(fā)信號(hào)只起觸發(fā)作用,沒(méi)有關(guān)斷功�,所以這種st可控硅是不可�(guān)斷的�
由于st可控硅只有導(dǎo)通和�(guān)斷兩種工作狀�(tài),所以它具有�(kāi)�(guān)特性,這種特性需要一定的條件才能�(zhuǎn)化,此條件見(jiàn)�
2、基本伏安特�
st可控硅的基本伏安特性見(jiàn)�
�2 st可控硅基本伏安特�
�1)反向特�
�(dāng)控制極開(kāi)�,陽(yáng)極加上反向電壓時(shí)(見(jiàn)�3),J2�(jié)正偏,但J1、J2�(jié)反偏。此�(shí)只能流過(guò)很小的反向飽和電流,�(dāng)電壓�(jìn)一步提高到J1�(jié)的雪崩擊穿電壓后,接差J3�(jié)也擊穿,電流迅速增�,圖3的特性開(kāi)始彎曲,如特性O(shè)R段所�,彎曲處的電壓URO叫“反向轉(zhuǎn)折電壓”。此�(shí),st可控硅會(huì)�(fā)生性反�
�2)正向特�
�(dāng)控制極開(kāi)�,陽(yáng)極上加上正向電壓�(shí)(見(jiàn)�4�,J1、J3�(jié)正偏,但J2�(jié)反偏,這與普通PN�(jié)的反向特性相�,也只能流過(guò)很小電流,這叫正向阻斷狀�(tài),當(dāng)電壓增加,圖3的特性發(fā)生了彎曲,如特性O(shè)A段所�,彎曲處的是UBO叫:正向�(zhuǎn)折電�
�4 �(yáng)極加正向電壓
由于電壓升高到J2�(jié)的雪崩擊穿電壓后,J2�(jié)�(fā)生雪崩倍增效應(yīng),在�(jié)區(qū)�(chǎn)生大量的電子和空�,電子時(shí)入N1區(qū),空穴時(shí)入P2區(qū)。�(jìn)入N1區(qū)的電子與由P1區(qū)通過(guò)J1�(jié)注入N1區(qū)的空穴復(fù)合,同樣,�(jìn)入P2區(qū)的空穴與由N2區(qū)通過(guò)J3�(jié)注入P2區(qū)的電子復(fù)�,雪崩擊�,�(jìn)入N1區(qū)的電子與�(jìn)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�,J2�(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(fù)阻特�,見(jiàn)�3的虛線AB段�
這時(shí)J1、J2、J3三�(gè)�(jié)均處于正�,st可控硅便�(jìn)入正�?qū)щ姞顟B(tài)---通態(tài),此�(shí),它的特性與普通的PN�(jié)正向特性相似,�(jiàn)�2中的BC�
st可控硅的�(yōu)�(diǎn)很多,例如:以小功率控制大功�,功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十�(wàn)�;反�(yīng)極快,在微秒�(jí)�(nèi)�(kāi)�、關(guān)�;無(wú)觸點(diǎn)�(yùn)�,無(wú)火花、無(wú)噪音;效率高,成本低等等�
st可控硅的弱點(diǎn):靜�(tài)及動(dòng)�(tài)的過(guò)載能力較差;容易受干擾而誤�(dǎo)��
電流
1. 額定通態(tài)電流(IT)即穩(wěn)定工作電�,俗稱電流。常用可控硅的IT一般為一安到幾十��
耐壓
2. 反向重復(fù)峰值電壓(VRRM)或斷�(tài)重復(fù)峰值電壓(VDRM),俗稱耐壓。常用可控硅的VRRM/VDRM一般為幾百伏到一千伏�
觸發(fā)電流
3. 控制極觸�(fā)電流(IGT),俗稱觸�(fā)電流。常用可控硅的IGT一般為幾微安到幾十毫安� 額定正向平均電流 4,在�(guī)定環(huán)境溫度和散熱條件�,允許通過(guò)陰極和陽(yáng)極的電流平均�
常用st可控硅的封裝形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220AB、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252等�