更新时间:2023-01-25 12:09
光控晶闸管又称光触发晶闸管,是利用一定波长的光照信号来代替电信号对器件进行触发。光控晶闸管的伏安特性和普通晶闸管一样,只是随着光照信号变强其正向转折电压逐渐变低。
光控晶闸管又称光触发晶闸管,它是一种以光信号代替电信号来进行触发导通的特殊触发型晶闸管,其伏安特性曲线与普通晶闸管完全一样,只是触发方式不同。而由于它采用光信号触发,避免了主回路对控制回路的干扰,适用于要求信号源与主回路高度绝缘的大功率高压装置,如高压直流输电装置、高压核聚变装置等。
光控晶闸管是利用一定波长的光照信号控制的开关器件,其结构也是由四层半导体(PNPN)构成。小功率光控晶闸管只有两个电极(阳极A和阴极K),而大功率光控晶闸管除阳极和阴极之外,还带有光缆,光缆上装有发光二极管或半导体激光器作为触发光源。
光控晶闸管也称GK型光开关管,是一种光敏器件。通常晶闸管有3个电极,控制极G、阳极A和阴极K。由于光控晶闸管的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)。但其结构与普通晶闸管一样,是由4层PNP型器件构成的。
光控晶闸管的外形及电路图形符号如图1所示。
从外形上看,光控晶闸管有受光窗口,还有两条引脚和壳体,酷似光电二极管。
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,如图2中(1)所示的光控晶闸管电路可以等效成如图2中(2)所示的电路。
由图2中(2)可推算出
式中I1——光电二极管的光电流;
Ia——-光控晶闸管的阳极电流,即光控晶闸管的输出电流;
a1,a2—VT1,VT2的电流放大系数。
由上式可知,Ia与I1成正比,即当光电二极管的光电流增大时,光控晶闸管的输出电流也相应增大,同时I1的增大,使VT1、VT2的电流放大系数a1、a2也增大。当a1与a2之和接近于1时,光控晶闸管的电流达到最大,即完全导通。
能使光控晶闸管导通的最小光照度,称为导通光照度。光控晶闸管与普通晶闸管一样,一经触发,即成通导状态。只要有足够强度的光源照射一下管子的受光窗口,它就立即成为通导状态,而后即使撤离光源也能维持导通,除非加在阳极和阴极之间的电压为零或反相才能关闭。
为了使光控晶闸管能在微弱的光照下触发导通,因此,必须使光控晶闸管在极小的控制电流下能可靠地导通。这样,光控晶闸管受到了高温和耐压的限制,在一般的条件下,不可能与普通晶闸管一样做成大功率的。
光控晶闸管除了触发信号不同以外,其他特性基本与普通晶闸管相同,因此,在使用时可按照普通晶闸管的使用原则,只要注意它是光控这个特点就行了。光控晶闸管对光源的波长有一定的要求,即有选择性。波长在0.8~0.9μm的红外线及波长在1μm左右的激光,都是光控晶闸管较为理想的光源。