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嵌入式硬件通信接口协议-UART(三)快速使用串口及应用

出处:网络 发布于:2018-12-19 13:47:14 | 73 次阅读

 晶闸管又被称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅。1957年美国通用电气公司开发出世界上第一款晶闸管产品,并于1958年将其商业化。

  晶闸管是PNPN四层半导体结构,形成三个PN结,分别称:阳极,阴极和控制极。

  

  图 晶闸管的结构

  晶闸管在工作过程中,它的阳极(A)和阴极(K)与电源和负载连接,组成晶闸管的主电路。晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接,组成晶闸管的控制电路。

  工作过程

  加正向电压且门极有触发电流的情况下晶闸管才导通,这是晶闸管的闸流特性,即可控特性。

  

  若晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态。

  晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。

  晶闸管的种类

  1.双向晶闸管

  双向晶闸管有极外G,其他两个极称为主电极Tl和T2。结构是一种N—P—N—P—N型五层结构的半导体器件。

  双向晶闸管不象普通晶闸管那样,必须在阳极和阴极之间加上正向电压,管子才能导通。它无所谓阳极和阴极,不管触发信号的极性如何,双向晶闸管都能被触发导通。这个特点是普通晶闸管所没有的。

  2.快速晶闸管

  人们在普通晶闸管的制造工艺和结构上采取了一些改进措施,做出了能适应于高频应用的晶闸管,我们将它称为快速晶闸管。它具有关断时间(toff)短、导通速度快.能耐较高的电流上升率(dI/dt)、能耐较高的电压上升率(dv/dt)、抗干扰能力较好等特点。

  快速晶闸管的生产和应用都进展很快。目前,已有了电流几百安培、耐压1千余伏,关断时间仅为20微妙的大功率快速晶闸管,同时还做出了最高工作频率可达几十千赫兹供高频逆变用的元件。其产品广泛应用于大功率直流开关、大功率中频感应加热电源、超声波电源、激光电源、雷达调制器及直流电动车辆调速等领域。

  3.逆导晶闸管

  以往的为了便于调速采用直流供电,用直流开关动作增加或减小电路电阻,改变电路电流来控制车辆的速度。但它有不能平滑起动和加速。自有了,了逆导晶闸管不仅了上述缺点,而且还逆导晶闸管是在普通晶闸管上反向并联一只二极管而成,特点是能反向导通大电流。由于它的阳极和阴极接入反向并联的二极管,可对电感负载关断时产生的大电流、高电压进行快速释放。

  城市电车和地铁机车采用逆导晶闸管控制和调节车速,能够克服开关体积大、寿命短,而且低速运行时耗电大(减速时消耗在启动电阻上)等缺点,从而降低了功耗,提高了机车可靠性。

  4.可关断晶闸管

  可关断晶闸管亦称门控晶闸管。其主要特点是,当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。

  它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点,以具有自关断能力,使用方便,是理想的高压、大电流开关器件。它的容量及使用寿命均超过巨型晶体管。目前,大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域,显示出强大的生命力。

  5.光控晶闸管

  光控晶闸管又称光触发晶闸管,是一种光敏器件。由于其控制信号来自光的照射,没有必要再引出控制极,所以只有两个电极(阳极A和阴极K),结构与普通可控硅一样,是由四层PNPN器件构成。

  

  图 光控晶闸管符号图

  当在光控晶闸管的阳极加上正向电压,阴极加上负向电压时,控晶闸管可以等效成的电路。

  光控晶闸管的基本特性与普通晶闸管是相同的,只是它对光源的波长有一定的要求,有选择性。波长在0.8——0.9um的红外线及波长在1um左右的激光,都是光控晶闸管较为理想的光源。

  晶闸管的应用

  晶闸管是一种开关元件,具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作。它基本的用途就是可控整流,其工作过程可以控制,具有体积小、轻、功耗低、效率高、开关迅速等优点。

  基于上述特点,晶闸管被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变、调光、调压、调速变频等电子电路中,是典型的小电流控制大电流的设备。

 

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