可控硅檢測(cè)方法與經(jīng)驗(yàn)
可控硅(SCR)國(guó)際通用名稱為T(mén)hyyistoy,中文簡(jiǎn)稱晶閘管。它能在高電壓、大電流條件下工作,具有耐壓高、容量大、體積小等優(yōu)點(diǎn),它是大功率開(kāi)關(guān)型半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用在電力、電子線路中。
1. 可控硅的特性。
可控硅分單向可控硅、雙向可控硅。單向可控硅有陽(yáng)極A、陰極K、控制極G三個(gè)引出腳。雙向可控硅有第一陽(yáng)極A1(T1),第二陽(yáng)極A2(T2)、控制極G三個(gè)引出腳。
只有當(dāng)單向可控硅陽(yáng)極A與陰極K之間加有正向電壓,同時(shí)控制極G與陰極間加上所需的正向觸發(fā)電壓時(shí),方可被觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)A、K間呈低阻導(dǎo)通狀態(tài),陽(yáng)極A與陰極K間壓降約1V。單向可控硅導(dǎo)通后,控制器G即使失去觸發(fā)電壓,只要陽(yáng)極A和陰極K之間仍保持正向電壓,單向可控硅繼續(xù)處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)。只有把陽(yáng)極A電壓拆除或陽(yáng)極A、陰極K間電壓極性發(fā)生改變(交流過(guò)零)時(shí),單向可控硅才由低阻導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高阻截止?fàn)顟B(tài)。單向可控硅一旦截止,即使陽(yáng)極A和陰極K間又重新加上正向電壓,仍需在控制極G和陰極K間有重新加上正向觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。單向可控硅的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)狀態(tài),用它可制成無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。
雙向可控硅第一陽(yáng)極A1與第二陽(yáng)極A2間,無(wú)論所加電壓極性是正向還是反向,只要控制極G和第一陽(yáng)極A1間加有正負(fù)極性不同的觸發(fā)電壓,就可觸發(fā)導(dǎo)通呈低阻狀態(tài)。此時(shí)A1、A2間壓降也約為1V。雙向可控硅一旦導(dǎo)通,即使失去觸發(fā)電壓,也能繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)?shù)谝魂?yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2電流減小,小于維持電流或A1、A2間當(dāng)電壓極性改變且沒(méi)有觸發(fā)電壓時(shí),雙向可控硅才截?cái)啵藭r(shí)只有重新加觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。2. 單向可控硅的檢測(cè)。
萬(wàn)用表選電阻R*1Ω擋,用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對(duì)引腳,此時(shí)黑表筆的引腳為控制極G,紅表筆的引腳為陰極K,另一空腳為陽(yáng)極A。此時(shí)將黑表筆接已判斷了的陽(yáng)極A,紅表筆仍接陰極K。此時(shí)萬(wàn)用表指針應(yīng)不動(dòng)。用短線瞬間短接陽(yáng)極A和控制極G,此時(shí)萬(wàn)用表電阻擋指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn),阻值讀數(shù)為10歐姆左右。如陽(yáng)極A接黑表筆,陰極K接紅表筆時(shí),萬(wàn)用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明該單向可控硅已擊穿損壞。
3. 雙向可控硅的檢測(cè)。
用萬(wàn)用表電阻R*1Ω擋,用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻,結(jié)果其中兩組讀數(shù)為無(wú)窮大。若一組為數(shù)十歐姆時(shí),該組紅、黑表所接的兩引腳為第一陽(yáng)極A1和控制極G,另一空腳即為第二陽(yáng)極A2。確定A1、G極后,再仔細(xì)測(cè)量A1、G極間正、反向電阻,讀數(shù)相對(duì)較小的那次測(cè)量的黑表筆所接的引腳為第一陽(yáng)極A1,紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定的第二陽(yáng)極A2,紅表筆接第一陽(yáng)極A1,此時(shí)萬(wàn)用表指針不應(yīng)發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無(wú)窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短接,給G極加上正向觸發(fā)電壓,A2、A1間阻值約10歐姆左右。隨后斷開(kāi)A2、G間短接線,萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)保持10歐姆左右。互換紅、黑表筆接線,紅表筆接第二陽(yáng)極A2,黑表筆接第一陽(yáng)極A1。同樣萬(wàn)用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無(wú)窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接,給G極加上負(fù)的觸發(fā)電壓,A1、A2間的阻值也是10歐姆左右。隨后斷開(kāi)A2、G極間短接線,萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)不變,保持在10歐姆左右。符合以上規(guī)律,說(shuō)明被測(cè)雙向可控硅未損壞且三個(gè)引腳極性判斷正確。
檢測(cè)較大功率可控硅時(shí),需要在萬(wàn)用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電池,以提高觸發(fā)電壓。
晶閘管(可控硅)的管腳判別
晶閘管管腳的判別可用下述方法: 先用萬(wàn)用表R*1K擋測(cè)量三腳之間的阻值,阻值小的兩腳分別為控制極和陰極,所剩的一腳為陽(yáng)極。再將萬(wàn)用表置于R*10K擋,用手指捏住陽(yáng)極和另一腳,且不讓兩腳接觸,黑表筆接陽(yáng)極,紅表筆接剩下的一腳,如表針向右擺動(dòng),說(shuō)明紅表筆所接為陰極,不擺動(dòng)則為控制極。
場(chǎng)效應(yīng)管檢測(cè)
一、用指針式萬(wàn)用表對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行判別
(1)用測(cè)電阻法判別結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的電極
根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管的PN結(jié)正、反向電阻值不一樣的現(xiàn)象,可以判別出結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極。具體方法:將萬(wàn)用表?yè)茉赗×1k檔上,任選兩個(gè)電極,分別測(cè)出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個(gè)電極的正、反向電阻值相等,且為幾千歐姆時(shí),則該兩個(gè)電極分別是漏極D和源極S。因?yàn)閷?duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言,漏極和源極可互換,剩下的電極肯定是柵極G。也可以將萬(wàn)用表的黑表筆(紅表筆也行)任意接觸一個(gè)電極,另一只表筆依次去接觸其余的兩個(gè)電極,測(cè)其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測(cè)得的電阻值近似相等時(shí),則黑表筆所接觸的電極為柵極,其余兩電極分別為漏極和源極。若兩次測(cè)出的電阻值均很大,說(shuō)明是PN結(jié)的反向,即都是反向電阻,可以判定是N溝道場(chǎng)效應(yīng)管,且黑表筆接的是柵極;若兩次測(cè)出的電阻值均很小,說(shuō)明是正向PN結(jié),即是正向電阻,判定為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管,黑表筆接的也是柵極。若不出現(xiàn)上述情況,可以調(diào)換黑、紅表筆按上述方法進(jìn)行測(cè)試,直到判別出柵極為止。
(2)用測(cè)電阻法判別場(chǎng)效應(yīng)管的好壞
測(cè)電阻法是用萬(wàn)用表測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管的源極與漏極、柵極與源極、柵極與漏極、柵極G1與柵極G2之間的電阻值同場(chǎng)效應(yīng)管手冊(cè)標(biāo)明的電阻值是否相符去判別管的好壞。具體方法:首先將萬(wàn)用表置于R×10或R×100檔,測(cè)量源極S與漏極D之間的電阻,通常在幾十歐到幾千歐范圍(在手冊(cè)中可知,各種不同型號(hào)的管,其電阻值是各不相同的),如果測(cè)得阻值大于正常值,可能是由于內(nèi)部接觸不良;如果測(cè)得阻值是無(wú)窮大,可能是內(nèi)部斷極。然后把萬(wàn)用表置于R×10k檔,再測(cè)柵極G1與G2之間、柵極與源極、柵極與漏極之間的電阻值,當(dāng)測(cè)得其各項(xiàng)電阻值均為無(wú)窮大,則說(shuō)明管是正常的;若測(cè)得上述各阻值太小或?yàn)橥罚瑒t說(shuō)明管是壞的。要注意,若兩個(gè)柵極在管內(nèi)斷極,可用元件代換法進(jìn)行檢測(cè)。
(3)用感應(yīng)信號(hào)輸人法估測(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力
具體方法:用萬(wàn)用表電阻的R×100檔,紅表筆接源極S,黑表筆接漏極D,給場(chǎng)效應(yīng)管加上1.5V的電源電壓,此時(shí)表針指示出的漏源極間的電阻值。然后用手捏住結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G,將人體的感應(yīng)電壓信號(hào)加到柵極上。這樣,由于管的放大作用,漏源電壓VDS和漏極電流Ib都要發(fā)生變化,也就是漏源極間電阻發(fā)生了變化,由此可以觀察到表針有較大幅度的擺動(dòng)。如果手捏柵極表針擺動(dòng)較小,說(shuō)明管的放大能力較差;表針擺動(dòng)較大,表明管的放大能力大;若表針不動(dòng),說(shuō)明管是壞的。
根據(jù)上述方法,我們用萬(wàn)用表的R×100檔,測(cè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管3DJ2F。先將管的G極開(kāi)路,測(cè)得漏源電阻RDS為600Ω,用手捏住G極后,表針向左擺動(dòng),指示的電阻RDS為12kΩ,表針擺動(dòng)的幅度較大,說(shuō)明該管是好的,并有較大的放大能力。
運(yùn)用這種方法時(shí)要說(shuō)明幾點(diǎn):首先,在測(cè)試場(chǎng)效應(yīng)管用手捏住柵極時(shí),萬(wàn)用表針可能向右擺動(dòng)(電阻值減小),也可能向左擺動(dòng)(電阻值增加)。這是由于人體感應(yīng)的交流電壓較高,而不同的場(chǎng)效應(yīng)管用電阻檔測(cè)量時(shí)的工作點(diǎn)可能不同(或者工作在飽和區(qū)或者在不飽和區(qū))所致,試驗(yàn)表明,多數(shù)管的RDS增大,即表針向左擺動(dòng);少數(shù)管的RDS減小,使表針向右擺動(dòng)。但無(wú)論表針擺動(dòng)方向如何,只要表針擺動(dòng)幅度較大,就說(shuō)明管有較大的放大能力。第二,此方法對(duì)MOS場(chǎng)效應(yīng)管也適用。但要注意,MOS場(chǎng)效應(yīng)管的輸人電阻高,柵極G允許的感應(yīng)電壓不應(yīng)過(guò)高,所以不要直接用手去捏柵極,必須用于握螺絲刀的絕緣柄,用金屬桿去碰觸柵極,以防止人體感應(yīng)電荷直接加到柵極,引起柵極擊穿。第三,每次測(cè)量完畢,應(yīng)當(dāng)G-S極間短路一下。這是因?yàn)镚-S結(jié)電容上會(huì)充有少量電荷,建立起VGS電壓,造成再進(jìn)行測(cè)量時(shí)表針可能不動(dòng),只有將G-S極間電荷短路放掉才行。
(4)用測(cè)電阻法判別無(wú)標(biāo)志的場(chǎng)效應(yīng)管
首先用測(cè)量電阻的方法找出兩個(gè)有電阻值的管腳,也就是源極S和漏極D,余下兩個(gè)腳為第一柵極G1和第二柵極G2。把先用兩表筆測(cè)的源極S與漏極D之間的電阻值記下來(lái),對(duì)調(diào)表筆再測(cè)量一次,把其測(cè)得電阻值記下來(lái),兩次測(cè)得阻值較大的一次,黑表筆所接的電極為漏極D;紅表筆所接的為源極S。用這種方法判別出來(lái)的S、D極,還可以用估測(cè)其管的放大能力的方法進(jìn)行驗(yàn)證,即放大能力大的黑表筆所接的是D極;紅表筆所接地是8極,兩種方法檢測(cè)結(jié)果均應(yīng)一樣。當(dāng)確定了漏極D、源極S的位置后,按D、S的對(duì)應(yīng)位置裝人電路,一般G1、G2也會(huì)依次對(duì)準(zhǔn)位置,這就確定了兩個(gè)柵極G1、G2的位置,從而就確定了D、S、G1、G2管腳的順序。
(5)用測(cè)反向電阻值的變化判斷跨導(dǎo)的大小
對(duì)VMOS N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量跨導(dǎo)性能時(shí),可用紅表筆接源極S、黑表筆接漏極D,這就相當(dāng)于在源、漏極之間加了一個(gè)反向電壓。此時(shí)柵極是開(kāi)路的,管的反向電阻值是很不穩(wěn)定的。將萬(wàn)用表的歐姆檔選在R×10kΩ的高阻檔,此時(shí)表內(nèi)電壓較高。當(dāng)用手接觸柵極G時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)管的反向電阻值有明顯地變化,其變化越大,說(shuō)明管的跨導(dǎo)值越高;如果被測(cè)管的跨導(dǎo)很小,用此法測(cè)時(shí),反向阻值變化不大。
二、.場(chǎng)效應(yīng)管的使用注意事項(xiàng)
(1)為了安全使用場(chǎng)效應(yīng)管,在線路的設(shè)計(jì)中不能超過(guò)管的耗散功率,最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。
(2)各類型場(chǎng)效應(yīng)管在使用時(shí),都要嚴(yán)格按要求的偏置接人電路中,要遵守場(chǎng)效應(yīng)管偏置的極性。如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵源漏之間是PN結(jié),N溝道管柵極不能加正偏壓;P溝道管柵極不能加負(fù)偏壓,等等。
(3)MOS場(chǎng)效應(yīng)管由于輸人阻抗極高,所以在運(yùn)輸、貯藏中必須將引出腳短路,要用金屬屏蔽包裝,以防止外來(lái)感應(yīng)電勢(shì)將柵極擊穿。尤其要注意,不能將MOS場(chǎng)效應(yīng)管放人塑料盒子內(nèi),保存時(shí)最好放在金屬盒內(nèi),同時(shí)也要注意管的防潮。
(4)為了防止場(chǎng)效應(yīng)管柵極感應(yīng)擊穿,要求一切測(cè)試儀器、工作臺(tái)、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時(shí),先焊源極;在連入電路之前,管的全部引線端保持互相短接狀態(tài),焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時(shí),應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等;當(dāng)然,如果能采用先進(jìn)的氣熱型電烙鐵,焊接場(chǎng)效應(yīng)管是比較方便的,并且確保安全;在未關(guān)斷電源時(shí),絕對(duì)不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)必須注意。
(5)在安裝場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動(dòng),有必要將管殼體緊固起來(lái);管腳引線在彎曲時(shí),應(yīng)當(dāng)大于根部尺寸5毫米處進(jìn)行,以防止彎斷管腳和引起漏氣等。
對(duì)于功率型場(chǎng)效應(yīng)管,要有良好的散熱條件。因?yàn)楣β市蛨?chǎng)效應(yīng)管在高負(fù)荷條件下運(yùn)用,必須設(shè)計(jì)足夠的散熱器,確保殼體溫度不超過(guò)額定值,使器件長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地工作。
總之,確保場(chǎng)效應(yīng)管安全使用,要注意的事項(xiàng)是多種多樣,采取的安全措施也是各種各樣,廣大的專業(yè)技術(shù)人員,特別是廣大的電子愛(ài)好者,都要根據(jù)自己的實(shí)際情況出發(fā),采取切實(shí)可行的辦法,安全有效地用好場(chǎng)效應(yīng)管。
三.VMOS場(chǎng)效應(yīng)管
VMOS場(chǎng)效應(yīng)管(VMOSFET)簡(jiǎn)稱VMOS管或功率場(chǎng)效應(yīng)管,其全稱為V型槽MOS場(chǎng)效應(yīng)管。它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來(lái)的高效、功率開(kāi)關(guān)器件。它不僅繼承了MOS場(chǎng)效應(yīng)管輸入阻抗高(≥108W)、驅(qū)動(dòng)電流小(0.1μA左右),還具有耐壓高(最高1200V)、工作電流大(1.5A~100A)、輸出功率高(1~250W)、跨導(dǎo)的線性好、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)良特性。正是由于它將電子管與功率晶體管之優(yōu)點(diǎn)集于一身,因此在電壓放大器(電壓放大倍數(shù)可達(dá)數(shù)千倍)、功率放大器、開(kāi)關(guān)電源和逆變器中正獲得廣泛應(yīng)用。
VMOS場(chǎng)效應(yīng)功率管具有極高的輸入阻抗及較大的線性放大區(qū)等優(yōu)點(diǎn),尤其是其具有負(fù)的電流溫度系數(shù),即在柵-源電壓不變的情況下,導(dǎo)通電流會(huì)隨管溫升高而減小,故不存在由于“二次擊穿”現(xiàn)象所引起的管子損壞現(xiàn)象。因此,VMOS管的并聯(lián)得到廣泛應(yīng)用。
眾所周知,傳統(tǒng)的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上,其工作電流基本上是沿水平方向流動(dòng)。VMOS管則不同,從圖1上可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn):第一,金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu);第二,具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水平流動(dòng),而是自重?fù)诫sN+區(qū)(源極S)出發(fā),經(jīng)過(guò)P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū),最后垂直向下到達(dá)漏極D。電流方向如圖中箭頭所示,因?yàn)榱魍ń孛娣e增大,所以能通過(guò)大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層,因此它仍屬于絕緣柵型MOS場(chǎng)效應(yīng)管。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)VMOS場(chǎng)效應(yīng)管的主要廠家有877廠、天津半導(dǎo)體器件四廠、杭州電子管廠等,典型產(chǎn)品有VN401、VN672、VMPT2等。
下面介紹檢測(cè)VMOS管的方法。
1.判定柵極G
將萬(wàn)用表?yè)苤罵×1k檔分別測(cè)量三個(gè)管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無(wú)窮大,并且交換表筆后仍為無(wú)窮大,則證明此腳為G極,因?yàn)樗土硗鈨蓚(gè)管腳是絕緣的。
2.判定源極S、漏極D
由圖1可見(jiàn),在源-漏之間有一個(gè)PN結(jié),因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異,可識(shí)別S極與D極。用交換表筆法測(cè)兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻,此時(shí)黑表筆的是S極,紅表筆接D極。
3.測(cè)量漏-源通態(tài)電阻RDS(on)
將G-S極短路,選擇萬(wàn)用表的R×1檔,黑表筆接S極,紅表筆接D極,阻值應(yīng)為幾歐至十幾歐。
由于測(cè)試條件不同,測(cè)出的RDS(on)值比手冊(cè)中給出的典型值要高一些。例如用500型萬(wàn)用表R×1檔實(shí)測(cè)一只IRFPC50型VMOS管,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型值)。
4.檢查跨導(dǎo)
將萬(wàn)用表置于R×1k(或R×100)檔,紅表筆接S極,黑表筆接D極,手持螺絲刀去碰觸柵極,表針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)愈大,管子的跨導(dǎo)愈高。
注意事項(xiàng):
(1)VMOS管亦分N溝道管與P溝道管,但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于N溝道管。對(duì)于P溝道管,測(cè)量時(shí)應(yīng)交換表筆的位置。
(2)有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護(hù)二極管,本檢測(cè)方法中的1、2項(xiàng)不再適用。
(3)目前市場(chǎng)上還有一種VMOS管功率模塊,專供交流電機(jī)調(diào)速器、逆變器使用。例如美國(guó)IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊,內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只,構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)。
(4)現(xiàn)在市售VNF系列(N溝道)產(chǎn)品,是美國(guó)Supertex公司生產(chǎn)的超高頻功率場(chǎng)效應(yīng)管,其最高工作頻率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信號(hào)低頻跨導(dǎo)gm=2000μS。適用于高速開(kāi)關(guān)電路和廣播、通信設(shè)備中。
(5)使用VMOS管時(shí)必須加合適的散熱器后。以VNF306為例,該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器后,最大功率才能達(dá)到30W。
(6)多管并聯(lián)后,由于極間電容和分布電容相應(yīng)增加,使放大器的高頻特性變壞,通過(guò)反饋容易引起放大器的高頻寄生振蕩。為此,并聯(lián)復(fù)合管管子一般不超過(guò)4個(gè),而且在每管基極或柵極上串接防寄生振蕩電阻。
單向可控硅、雙向可控硅檢測(cè)
可控硅分單向可控硅、雙向可控硅。 單向可控硅有陽(yáng)極 A 、陰極 K 、控制極 G 三個(gè)引出腳。雙向可控硅有第一陽(yáng)極 A1 ( T1 ),第二陽(yáng)極 A2 ( T2 )、控制極 G 三個(gè)引出腳。
只有當(dāng)單向可控硅陽(yáng)極A與陰極K之間加有正向電壓,同時(shí)控制極G與陰極間加上所需的正向觸發(fā)電壓時(shí),方可被觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)A、K間呈低阻導(dǎo)通狀態(tài),陽(yáng)極A與陰極K間壓降約1V。單向可控硅導(dǎo)通后,控制器G即使失去觸發(fā)電壓,只要陽(yáng)極A和陰極K之間仍保持正向電壓,單向可控硅繼續(xù)處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)。只有把陽(yáng)極A電壓拆除或陽(yáng)極A、陰極K間電壓極性發(fā)生改變(交流過(guò)零)時(shí),單向可控硅才由低阻導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高阻截止?fàn)顟B(tài)。單向可控硅一旦截止,即使陽(yáng)極A和陰極K間又重新加上正向電壓,仍需在控制極G和陰極K間有重新加上正向觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。單向可控硅的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)狀態(tài),用它可制成無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。
雙向可控硅第一陽(yáng)極A1與第二陽(yáng)極A2間,無(wú)論所加電壓極性是正向還是反向,只要控制極G和第一陽(yáng)極A1間加有正負(fù)極性不同的觸發(fā)電壓,就可觸發(fā)導(dǎo)通呈低阻狀態(tài)。此時(shí)A1、A2間壓降也約為1V。雙向可控硅一旦導(dǎo)通,即使失去觸發(fā)電壓,也能繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)?shù)谝魂?yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2電流減小,小于維持電流或A1、A2間當(dāng)電壓極性改變且沒(méi)有觸發(fā)電壓時(shí),雙向可控硅才截?cái)啵藭r(shí)只有重新加觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。
單向可控硅的檢測(cè)。 萬(wàn)用表選電阻R*1Ω擋,用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對(duì)引腳,此時(shí)黑表筆的引腳為控制極G,紅表筆的引腳為陰極K,另一空腳為陽(yáng)極A。此時(shí)將黑表筆接已判斷了的陽(yáng)極A,紅表筆仍接陰極K。此時(shí)萬(wàn)用表指針應(yīng)不動(dòng)。用短線瞬間短接陽(yáng)極A和控制極G,此時(shí)萬(wàn)用表電阻擋指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn),阻值讀數(shù)為10歐姆左右。如陽(yáng)極A接黑表筆,陰極K接紅表筆時(shí),萬(wàn)用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明該單向可控硅已擊穿損壞。
雙向可控硅的檢測(cè)。 用萬(wàn)用表電阻 R*1Ω 擋,用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻,結(jié)果其中兩組讀數(shù)為無(wú)窮大。若一組為數(shù)十歐姆時(shí),該組紅、黑表所接的兩引腳為第一陽(yáng)極 A1 和控制極 G ,另一空腳即為第二陽(yáng)極 A2 。確定 A1 、 G 極后,再仔細(xì)測(cè)量 A1 、 G 極間正、反向電阻,讀數(shù)相對(duì)較小的那次測(cè)量的黑表筆所接的引腳為第一陽(yáng)極 A1 ,紅表筆所接引腳為控制極 G 。將黑表筆接已確定的第二陽(yáng)極 A2 ,紅表筆接第一陽(yáng)極 A1 ,此時(shí)萬(wàn)用表指針不應(yīng)發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無(wú)窮大。再用短接線將 A2 、 G 極瞬間短接,給 G 極加上正向觸發(fā)電壓, A2 、 A1 間阻值約 10 歐姆左右。隨后斷開(kāi) A2 、 G 間短接線,萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)保持 10 歐姆左右。互換紅、黑表筆接線,紅表筆接第二陽(yáng)極 A2 ,黑表筆接第一陽(yáng)極 A1 。同樣萬(wàn)用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無(wú)窮大。用短接線將 A2 、 G 極間再次瞬間短接,給 G 極加上負(fù)的觸發(fā)電壓, A1 、 A2 間的阻值也是 10 歐姆左右。隨后斷開(kāi) A2 、 G 極間短接線,萬(wàn)用表讀數(shù)應(yīng)不變,保持在 10 歐姆左右。符合以上規(guī)律,說(shuō)明被測(cè)雙向可控硅未損壞且三個(gè)引腳極性判斷正確。 檢測(cè)較大功率可控硅時(shí),需要在萬(wàn)用表黑筆中串接一節(jié) 1.5V 干電池,以提高觸發(fā)電壓。 晶閘管 ( 可控硅 ) 的管腳判別 晶閘管管腳的判別可用下述方法: 先用萬(wàn)用表 R*1K 擋測(cè)量三腳之間的阻值,阻值小的兩腳分別為控制極和陰極,所剩的一腳為陽(yáng)極。再將萬(wàn)用表置于 R*10K 擋,用手指捏住陽(yáng)極和另一腳,且不讓兩腳接觸,黑表筆接陽(yáng)極,紅表筆接剩下的一腳,如表針向右擺動(dòng),說(shuō)明紅表筆所接為陰極,不擺動(dòng)則為控制極。
各種晶閘管(可控硅)的檢測(cè)方法
1.單向晶閘管的檢測(cè)
(1)判別各電極:根據(jù)普通晶閘管的結(jié)構(gòu)可知,其門(mén)極G與陰極K極之間為一個(gè)PN結(jié),具有單向?qū)щ娞匦裕?yáng)極A與門(mén)極之間有兩個(gè)反極性串聯(lián)的PN結(jié)。因此,通過(guò)用萬(wàn)用表的R×100或R×1 k Q檔測(cè)量普通晶閘管各引腳之間的電阻值,即能確定三個(gè)電極。
具體方法是:將萬(wàn)用表黑表筆任接晶閘管某一極,紅表筆依次去觸碰另外兩個(gè)電極。若測(cè)量結(jié)果有一次阻值為幾千歐姆(kΩ),而另一次阻值為幾百歐姆(Ω),則可判定黑表筆接的是門(mén)極G。在阻值為幾百歐姆的測(cè)量中,紅表筆接的是陰極K,而在阻值為幾千歐姆的那次測(cè)量中,紅表筆接的是陽(yáng)極A,若兩次測(cè)出的阻值均很大,則說(shuō)明黑表筆接的不是門(mén)極G,應(yīng)用同樣方法改測(cè)其他電極,直到找出三個(gè)電極為止。
也可以測(cè)任兩腳之間的正、反向電阻,若正、反向電阻均接近無(wú)窮大,則兩極即為陽(yáng)極A和陰極K,而另一腳即為門(mén)極G。
普通晶閘管也可以根據(jù)其封裝形式來(lái)判斷出各電極。
例如:螺栓形普通晶閘管的螺栓一端為陽(yáng)極A,較細(xì)的引線端為門(mén)極G,較粗的引線端為陰極K。
平板形普通晶閘管的引出線端為門(mén)極G,平面端為陽(yáng)極A,另一端為陰極K。
金屬殼封裝(T0—3)的普通晶閘管,其外殼為陽(yáng)極A。
塑封(T0—220)的普通晶閘管的中間引腳為陽(yáng)極A,且多與自帶散熱片相連。
圖1為幾種普通晶閘管的引腳排列。
(2)判斷其好壞:用萬(wàn)用表R×1 kΩ檔測(cè)量普通晶閘管陽(yáng)極A與陰極K之間的正、反向電阻,正常時(shí)均應(yīng)為無(wú)窮大(∞);若測(cè)得A、K之間的正、反向電阻值為零或阻值均較小,則說(shuō)明晶閘管內(nèi)部擊穿短路或漏電。
測(cè)量門(mén)極G與陰極K之間的正、反向電阻值,正常時(shí)應(yīng)有類似二極管的正、反向電阻值(實(shí)際測(cè)量結(jié)果要較普通二極管的正、反向電阻值小一些),即正向電阻值較小(小于2 kΩ),反向電阻值較大(大于80 kΩ)。若兩次測(cè)量的電阻值均很大或均很小,則說(shuō)明該晶閘管G、K極之間開(kāi)路或短路。若正、反電阻值均相等或接近,則說(shuō)明該晶閘管已失效,其G、K極問(wèn)PN結(jié)已失去單向?qū)щ娮饔谩?
測(cè)量陽(yáng)極A與門(mén)極G之間的正、反向電阻,正常時(shí)兩個(gè)阻值均應(yīng)為幾百千歐姆(kΩ)或無(wú)窮大,若出現(xiàn)正、反向電阻值不一樣(有類似二極管的單向?qū)щ?。則是G、A極之間反向串聯(lián)的兩個(gè)PN結(jié)中的一個(gè)已擊穿短路。
(3)觸發(fā)能力檢測(cè):對(duì)于小功率(工作電流為5 A以下)的普通晶閘管,可用萬(wàn)用表R×1檔測(cè)量。測(cè)量時(shí)黑表筆接陽(yáng)極A,紅表筆接陰極K,此時(shí)表針不動(dòng),顯示阻值為無(wú)窮大(∞)。用鑷子或?qū)Ь將晶閘管的陽(yáng)極A與門(mén)極短路(見(jiàn)圖2),相當(dāng)于給G極加上正向觸發(fā)電壓,此時(shí)若電阻值為幾歐姆至幾十歐姆(具體阻值根據(jù)晶閘管的型號(hào)不同會(huì)有所差異),則表明晶閘管因正向觸發(fā)而導(dǎo)通。再斷開(kāi)A極與G極的連接(A、K極上的表筆不動(dòng),只將G
極的觸發(fā)電壓斷掉)。若表針示值仍保持在幾歐姆至幾十歐姆的位置不動(dòng),則說(shuō)明此晶閘管的觸發(fā)性能良好。
對(duì)于工作電流在5 A以上的中、大功率普通晶閘管,因其通態(tài)壓降VT維持電流IH及門(mén)極觸發(fā)電壓Vo均相對(duì)較大,萬(wàn)用表R×1 kΩ檔所提供的電流偏低,晶閘管不能完全導(dǎo)通,故檢測(cè)時(shí)可在黑表筆端串接一只200 Ω可調(diào)電阻和1~3節(jié)1.5 V干電池(視被測(cè)晶閘管的容量而定,其工作電流大于100 A的,應(yīng)用3節(jié)1.5 V干電池),如圖3所示。
也可以用圖4中的測(cè)試電路測(cè)試普通晶閘管的觸發(fā)能力。電路中,vT為被測(cè)晶閘管,HL為6.3 V指示燈(手電筒中的小電珠),GB為6 V電源(可使用4節(jié)1.5 V干電池或6 V穩(wěn)壓電源),S為按鈕,R為限流電阻。
當(dāng)按鈕S未接通時(shí),晶閘管VT處于阻斷狀態(tài),指示燈HL不亮(若此時(shí)HL
亮,則是vT擊穿或漏電損壞)。按動(dòng)一下按鈕S后(使S接通一下,為晶閘管VT的門(mén)極G提供觸發(fā)電壓),若指示燈HL一直點(diǎn)亮,則說(shuō)明 晶閘管的觸發(fā)能力良好。若指示燈亮度偏低,則表明晶閘管性能不良、導(dǎo)通壓降大(正常時(shí)導(dǎo)通壓降應(yīng)為1 v左右)。若按鈕S接通時(shí),指示燈亮,而按鈕S斷開(kāi)時(shí),指示燈熄滅,則說(shuō)明晶閘管已損壞,觸發(fā)性能不良。
2.雙向晶閘管的檢測(cè)
(1)判別各電極:用萬(wàn)用表R×1或R×10檔分別測(cè)量雙向晶閘管三個(gè)引腳間的正、反向電阻值,若測(cè)得某一管腳與其他兩腳均不通,則此腳便是主電極T2。
找出T2極之后,剩下的兩腳便是主電極Tl和門(mén)極G3。測(cè)量這兩腳之間的正、反向電阻值,會(huì)測(cè)得兩個(gè)均較小的電阻值。在電阻值較小(約幾十歐姆)的一次測(cè)量中,黑表筆接的是主電極T1,紅表筆接的是門(mén)極G。
螺栓形雙向晶閘管的螺栓一端為主電極T2,較細(xì)的引線端為門(mén)極G,較粗的引線端為主電極T1。
金屬封裝(To—3)雙向晶閘管的外殼為主電極T2。
塑封(TO—220)雙向晶閘管的中間引腳為主電極T2,該極通常與自帶小散熱片相連。
圖5是幾種雙向晶閘管的引腳排列。
(2)判別其好壞:用萬(wàn)用表R×1或R×10檔測(cè)量雙向晶閘管的主電極T1與主電極T2之間、主電極T2與門(mén)極G之間的正、反向電阻值,正常時(shí)均應(yīng)接近無(wú)窮大。若測(cè)得電阻值均很小,則說(shuō)明該晶閘管電極問(wèn)已擊穿或漏電短路。
測(cè)量主電極T1與門(mén)極G之問(wèn)的正、反向電阻值,正常時(shí)均應(yīng)在幾十歐姆(Ω)至一百歐姆(Ω)之間(黑表筆接T1極,紅表筆接G極時(shí),測(cè)得的正向電阻值較反向電阻值略小一些)。若測(cè)得T1極與G極之間的正、反向電阻值均為無(wú)窮大,則說(shuō)明該晶閘管已開(kāi)路損壞。
(3)觸發(fā)能力檢測(cè):對(duì)于工作電流為8 A以下的小功率雙向晶閘管,可用萬(wàn)用表R×1檔直接測(cè)量。測(cè)量時(shí)先將黑表筆接主電極T2,紅表筆接主電極T1,然后用鑷子將T2極與門(mén)極G短路,給G極加上正極性觸發(fā)信號(hào),若此時(shí)測(cè)得的電阻值由無(wú)窮大變?yōu)槭畮讱W姆(Ω),則說(shuō)明該晶閘管已被觸發(fā)導(dǎo)通,導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)2→T1。
再將黑表筆接主電極T1,紅表筆接主電極T2,用鑷子將T2極與門(mén)極G之間短路,給G極加上負(fù)極性觸發(fā)信號(hào)時(shí),測(cè)得的電阻值應(yīng)由無(wú)窮大變?yōu)槭畮讱W姆,則說(shuō)明該晶閘管已被觸發(fā)導(dǎo)通,導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)1→T2。
若在晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后斷開(kāi)G極,T2、T1極間不能維持低阻導(dǎo)通狀態(tài)而阻值變?yōu)闊o(wú)窮大,則說(shuō)明該雙向晶閘管性能不良或已經(jīng)損壞。若給G極加上正(或負(fù))極性觸發(fā)信號(hào)后,晶閘管仍不導(dǎo)通(T1與T2間的正、反向電阻值仍為無(wú)窮大),則說(shuō)明該晶閘管已損壞,無(wú)觸發(fā)導(dǎo)通能力。
對(duì)于工作電流在8 A以上的中、大功率雙向晶閘管,在測(cè)量其觸發(fā)能力時(shí),可先在萬(wàn)用表的某支表筆上串接1~3節(jié)1.5 V干電池,然后再用R×1檔按上述方法測(cè)量。
對(duì)于耐壓為400 V以上的雙向晶閘管,也可以用220 V交流電壓來(lái)測(cè)試其觸發(fā)能力及性能好壞。
圖6是雙向晶閘管的測(cè)試電路。電路中,F(xiàn)L為60 W/220 V白熾燈泡,VT為被測(cè)雙向晶閘管,R為100Ω限流電阻,S為按鈕。
將電源插頭接入市電后,雙向晶閘管處于截止?fàn)顟B(tài),燈泡不亮(若此時(shí)燈泡正常發(fā)光,則說(shuō)明被測(cè)晶閘管的T1、T2極之間已擊穿短 路;若燈泡微亮,則說(shuō)明被測(cè)晶閘管漏電損壞)。按動(dòng)一下按鈕S,為晶閘管的門(mén)極G提供觸發(fā)電壓信號(hào),正常時(shí)晶閘管應(yīng)立即被觸發(fā)導(dǎo)通,燈泡正常發(fā)光。若燈泡不能發(fā)光,則說(shuō)明被測(cè)晶閘管內(nèi)部開(kāi)路損壞。若按動(dòng)按鈕s時(shí)燈泡點(diǎn)亮,松手后燈泡又熄滅,則表明被測(cè)晶閘管的觸發(fā)性能不良。
3.門(mén)極關(guān)斷晶閘管的檢測(cè)
1)判別各電極:門(mén)極關(guān)斷晶閘管三個(gè)電極的判別方法與普通晶閘管相同,即用萬(wàn)用表的R×100檔,找出具有二極管特性的兩個(gè)電極,其中一次為低阻值(幾百歐姆),另一次阻值較大。在阻值小的那一次測(cè)量中,紅表筆接的是陰極K,黑表筆接的是門(mén)極G,剩下的一只引腳即為陽(yáng)極A。
(2)觸發(fā)能力和關(guān)斷能力的檢測(cè):可關(guān)斷晶閘管觸發(fā)能力的檢測(cè)方法與普通晶閘管相同。檢測(cè)門(mén)極關(guān)斷晶閘管的關(guān)斷能力時(shí),可先按檢測(cè)觸發(fā)能力的方法使晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài),即用萬(wàn)用表R×1檔,黑表筆接陽(yáng)極A,紅表筆接陰極K,測(cè)得電阻值為無(wú)窮大。再將A極與門(mén)極G短路,給G極加上正向觸發(fā)信號(hào)時(shí),晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通,其A、K極間電阻值由無(wú)窮大變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。斷開(kāi)A極與G極的短路點(diǎn)后,晶閘管維持低阻導(dǎo)通狀
態(tài),說(shuō)明其觸發(fā)能力正常。再在晶閘管的門(mén)極G與陽(yáng)極A之間加上反向觸發(fā)信號(hào),若此時(shí)A極與K極間電阻值由低阻值變?yōu)闊o(wú)窮大,則說(shuō)明晶閘管的關(guān)斷能力正常,圖7是關(guān)斷能力的檢測(cè)示意圖。
也可以用圖8所示電路來(lái)檢測(cè)門(mén)極關(guān)斷晶閘管的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力。電路中,EL為6.3 V指示燈(小電珠),S為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),VT為被測(cè)晶閘管。當(dāng)開(kāi)關(guān)S關(guān)斷時(shí),晶閘管不導(dǎo)通,指示燈不亮。將開(kāi)關(guān)S的K1觸點(diǎn)接通時(shí),為G極加上正向觸發(fā)信號(hào),指示燈亮,說(shuō)明晶閘管已被觸發(fā)導(dǎo)通。若將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),指示燈維持發(fā)光,則說(shuō)明晶閘管的觸發(fā) 能力正常。若將開(kāi)關(guān)s的K2觸點(diǎn)接通,為G極加上反向 觸發(fā)信號(hào),指示燈熄滅,則說(shuō)明晶閘管的關(guān)斷能力正常。
4.溫控晶閘管的檢測(cè)
(1)判別各電極:溫控晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通晶 閘管相似,因此也可以用判別普通晶閘管電極的方法 來(lái)找出溫控晶閘管的各電極。
(2)性能檢測(cè):溫控晶閘管的好壞也可以用萬(wàn)用表 大致測(cè)出來(lái),具體方法可參考普通晶閘管的檢測(cè)方法。
圖9是溫控晶閘管的測(cè)試電路。電路中,R是分流 電阻,用來(lái)設(shè)定晶閘管VT的開(kāi)關(guān)溫度,其阻值越小,開(kāi) 關(guān)溫度設(shè)置值就越高。c為抗干擾電容,可防止晶閘管 vT誤觸發(fā)。HL為6.3 v指示燈(小電珠),S為電源開(kāi)關(guān)。
接通電源開(kāi)關(guān)s后,晶閘管VT不導(dǎo)通,指示燈HL不亮。用電吹風(fēng)“熱風(fēng)檔”給晶閘管VT加溫,當(dāng)其溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí),指示燈亮,說(shuō)明晶閘管VT已被觸發(fā)導(dǎo)通。若再用電吹風(fēng)“冷風(fēng)”檔給晶閘管VT降溫(或待其自然冷卻)至一定溫度值時(shí),指示燈能熄滅,則說(shuō)明該晶閘管性能良好。若接通電源開(kāi)關(guān)后指示燈即亮或給晶閘管加溫后指示燈不亮,或給晶閘管降溫后指示燈不熄滅,則是被測(cè)晶閘管擊穿或性能不良。
5.光控晶閘管檢測(cè)
用萬(wàn)用表檢測(cè)小功率光控晶閘管時(shí),可將萬(wàn)用表置于R×1檔,在黑表筆上串接1~3節(jié)1.5 V干電池,測(cè)量?jī)梢_之間的正、反向電阻值,正常時(shí)均應(yīng)為無(wú)窮大。然后再用小手電筒或激光筆照射光控晶閘管的受光窗口,此時(shí)應(yīng)能測(cè)出一個(gè)較小的正向電阻值,但反向電阻值仍為無(wú)窮大。在較小電阻值的一次測(cè)量中,黑表筆接的是陽(yáng)極A,紅表筆接的是陰極K。
也可用圖lO中電路對(duì)光控晶閘管進(jìn)行測(cè)量。接通電源開(kāi)關(guān)S,用手電筒照射晶閘管VT的受光窗口。為其加上觸發(fā)光源(大功率光控晶閘管自帶光源,只要將其光纜中的發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器加上工作電壓即可,不用外加光源)后,指示燈EL應(yīng)點(diǎn)亮,撤離光源后指示燈EL應(yīng)維持發(fā)光。
若接通電源開(kāi)關(guān)S后(尚未加光源),指示燈FL即點(diǎn)亮,則說(shuō)明被測(cè)晶閘管已擊穿短路。若接通電源開(kāi)關(guān)、并加上觸發(fā)光源后,指示燈EL仍不亮,在被測(cè)晶閘管電極連接正 確的情況下,則是該晶閘管內(nèi)部損壞。若加上觸發(fā)光源后,指示燈發(fā)光,但取消光源后指示燈即熄滅,則說(shuō)明該晶閘管觸發(fā)性能不良。
6.BTG晶閘管的檢測(cè)
(1)判別各電極:根據(jù)BTG晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知,其陽(yáng)極A、陰極K之間和門(mén)極G、陰極K之間均包含有多個(gè)正、反向串聯(lián)的PN結(jié),而陽(yáng)極A與門(mén)極G之問(wèn)卻只有一個(gè)PN結(jié)。因此,只要用萬(wàn)用表測(cè)出A極和G極即可。
將萬(wàn)用表置于R×1 kΩ檔,兩表筆任接被測(cè)晶閘管的某兩個(gè)引腳(測(cè)其正、反向電阻值),若測(cè)出某對(duì)引腳為低阻值時(shí),則黑表筆接的陽(yáng)極A,而紅表筆接的是門(mén)極G,另外一個(gè)引腳即是陰極K。
(2)判斷其好壞:用萬(wàn)用表R×1 kΩ檔測(cè)量BTG晶閘管各電極之間的正、反向電阻值。正常時(shí),陽(yáng)極A與陰極K之間的正、反向電阻均為無(wú)窮大;陽(yáng)極A與門(mén)極G之間的正向電阻值(指黑表筆接A極時(shí))為幾百歐姆至幾千歐姆,反向電阻值為無(wú)窮大。若測(cè)得某兩極之間的正、反向電阻值均很小,則說(shuō)明該晶閘管已短路損壞。
(3)觸發(fā)能力檢測(cè):將萬(wàn)用表置于R×1 Ω檔,黑表筆接陽(yáng)極A,紅表筆接陰極K,測(cè)得阻值應(yīng)為無(wú)窮大。然后用手指觸摸門(mén)極G,給其加一個(gè)人體感應(yīng)信號(hào),若此時(shí)A、K極之間的電阻值由無(wú)窮大變?yōu)榈妥柚?數(shù)歐姆),則說(shuō)明晶閘管的觸發(fā)能力良好。否則說(shuō)明此晶閘管的性能不良。