可控硅是一种具有控制器件的半导体器件,基本结构由N型和P型半导体材料交替组成。在N型半导体中央夹以P型夹层,形成了一个PNP结构,该结构类似于双极型晶体管,但两个PN结有所不同。控制可控硅的导通和截止需要加上一定的控制电压,而这个控制电压就来自于控制极。当加在控制极上的电压大于一定的阈值电压时,可控硅可以导通,形成电流路径。否则,可控硅处于截止状态。
可控硅的特殊之处在于,一旦可控硅导通了,即使外部控制电压降为0,可控硅仍会继续导通,处于一个闭合状态,形成一个电流通路。直到外部通断电源,可控硅才会恢复到截止状态。
可控硅并电阻的本质来自于其导通后的等效电路。当可控硅导通后,PNP结中的正向偏置电压被短路,只剩下PN结的反向偏压。此时,PN结的反向电容将在可控硅导通过程中产生反向电流,从而形成了一个对外界电流有一定阻碍作用的电阻。
此外,在可控硅导通的过程中,PNP结中电流的分布会发生一定改变,导致导通区域电阻增加。因此,可控硅在导通状态下可以被看做一个非线性电阻。
可控硅并电阻对电路的影响主要体现在两方面:
首先,可控硅并电阻会对电路的动态特性产生一定的影响。因为可控硅具有一定的导通延迟时间,导致电路开关速度变慢,从而对于一些高频或者快速开关的电路会产生一定的影响。
其次,可控硅并电阻还会产生热效应,因为在导通状态下,可控硅会消耗一定的功率,形成热量。如果可控硅经常处于导通状态,会导致器件温度过高,从而加速器件老化,缩短器件寿命。
为了尽量减小可控硅的并电阻,可以采用以下方法:
首先,选择合适的控制极电路,控制可控硅的切换速度。这样可以在一定程度上减小并电阻对电路动态特性的影响。
其次,可以采用多管并联或串联的方式,将多个可控硅组合在一起。这样可以减小每个可控硅的负载电流,从而减小并电阻。
最后,还可以使用外部电路进行补偿,通过在可控硅电路中添加一定的反馈或者控制回路,从而减小可控硅并电阻对电路的影响。