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  1. 電子學 第八版 Floyd 第十一章

  2. 摘要 閘流體 閘流體是一種被分類為有四層交替 p-及 n-材質的半導體元件。 四層元件扮演開關的開路及閉合角色;因為這個原因,它們最常被應用在控制方面。 一些閘流體以及它們的符號如下 (a) 4層二極體

  3. 摘要 閘流體 四層元件的概念通常可以由一個 pnp以及 npn電晶體為其等效電路來表示。在理想的情況下,這些元件不會導通,但是當在順向偏壓時,如果有足夠的漏電流在上層的pnp元件,它會使基極電流流到下層npn元件並使其導通,使兩個電晶體都進入飽和狀態。

  4. 摘要 四層二極體 四層二極體 (或是蕭克萊二極體)是一種閘流體,就好像一般的二極體一樣,但是只有在陽極對陰極的電壓達到了所謂的順向折轉電壓,才會順向導通。 四層二極體有兩個端點,標示為陽極 (A)和陰極 (K)。 這符號使你感覺它好像就是二極體。 它在逆向電壓之下是不會導通的。

  5. 摘要 四層二極體 四層二極體的特性曲線顯示了順向阻遏區。當陽極對陰極的電壓超過VBR時,導通發生。 其切換電流在當時為IS。 一旦開始導通,它會持續保持導通,直到陽極電流減少到小於保持電流(IH)。 這是唯一停止導通的辦法。

  6. 摘要 矽控整流器 矽控整流器以四層二極體為基礎。加上一個閘極的連接, 矽控整流器可以被觸發而進入導通。這樣的改進使得矽控整流器成為比四層二極體更為有用的元件。 矽控整流器可以藉由超過順向折轉電壓或是閘極電流來開啟。 值得注意的是閘極電流控制了開啟的順向折轉電壓。

  7. 摘要 矽控整流器 如四層二極體,只要順向電流超過IH,矽控整流器就會導通。 有兩種方法可以使矽控整流器遠離導通: 1) 陽極電流中斷以及 2) 強迫換向。 陽極電流可以藉由斷開陽極電流路徑(如圖所示)、提供繞過矽控整流器的電流路徑、或是降低陽極電壓使IA < IH來中斷。 強迫換向則是使用外加的電路來迫使電流暫時地流向順向導通相反的方向。 矽控整流器通常都使用在交流電路,當電流換向時,矽控整流器會停止導通。

  8. 摘要 矽控整流器之規格 三個重要的矽控整流器規格是: 順向折轉電壓, VBR(F):這是矽控整流器進入順向導通區時的電壓 。 IG = 0 的特性 保持電流, IH :這是矽控整流器轉換從順向導通區到順向阻遏區的陽極電流。 閘極觸發電流, IGT :這是在指定狀況下,控制矽控整流器轉換從順向阻遏區到順向導通區所需要的閘極電流。

  9. 摘要 矽控整流器之應用 矽控整流器可以應用在各種動力控制上。其中一項應用是在交流電路上控制直流馬達或電器,因為矽控整流器有整流及控制的功能。 矽控整流器在正週期時開啟,在負週期時關閉。這樣的電路在控制電扇或是動力工具的速度以及其他相關應用時非常有用。

  10. 摘要 矽控整流器之應用 另外一個矽控整流器的應用是用在撬棍電路(這個名字取自將撬棍放在電壓源並將其短路!) 撬棍電路的目的是在過高電壓時關閉電源供應器。一旦觸發,矽控整流器會閂鎖住。 矽控整流器可以承受大的電流,因而導致保險絲 (或斷路器)斷開。

  11. 摘要 雙向觸發二極體(Diac) 雙向觸發二極體是一種類似兩個背對背的四層二極體的閘流體。它可以在任何一個方向導通電流。因為它是雙向的,等效的端點可以標示為A1及 A2。 雙向觸發二極體在達到崩潰電壓後導通電流。在那個時候,雙向觸發二極體進入崩潰導通,產生電流脈衝足夠 觸發另一個閘流體(一個矽控整流器或是雙向交流觸發三極體)。只要電流高於保持電流 IH,雙向觸發二極體將保持導通。

  12. 摘要 雙向交流觸發三極體(Triac) 雙向交流觸發三極體基本上是一個雙向的矽控整流器,但是其陽極是不可互換的。觸發發生於將電流脈衝加於閘極上;並不使用一般的折轉觸發。 當電壓在 A1端點較 A2端點為正時,一個閘極電流脈衝導致左邊的矽控整流器導通。 當陽極電壓變為反向時,閘極電流脈衝將導致右邊的矽控整流器導通。

  13. 摘要 雙向交流觸發三極體之應用 雙向交流觸發三極體用於交流控制的應用,如電子爐加熱控制、調光器、以及其他小型馬達等。 一如矽控整流器,雙向交流觸發三極體在觸發之後保持閂鎖。在電流低於IH之下時關閉,這發生在每次電流交替時。

  14. 摘要 矽控開關(SCS) 矽控開關類似於矽控整流器但是它有兩個閘極。它可以在陰極閘極上的正脈衝上觸發,也可以在陽極閘極上的正脈衝關閉。 在這個例題裡,矽控開關控制一個直流電源。負載在陰極電路裡,其優點是負載的一端是電路接地。

  15. 摘要 單接面電晶體(UJT) 單接面電晶體由一塊參雜稍許(高阻抗)的 n-材料並有p-材料長向其側所組成。它通常用來當做矽控整流器及雙向交流觸發三極體的觸發元件。 單接面電晶體是一個開關元件;它不是一個放大器。當射極的電壓達到VP (峰值點),單接面電晶體 “點燃”,並經過不穩定的負電阻區來產生快速電流脈衝。

  16. 摘要 單接面電晶體(UJT) 一個單接面電晶體的等效電路看起來好像一個二極體連接到一個分壓器。下分壓電阻值(r’B1)與射極電流成反比。 當pn接面先變成順向偏 壓, r’B1接面阻抗的值突然下降, 使得大量電流產生。 一個重要的參數是h, 稱為本質的內分比。 它代表在沒有電流時,r’B1與基極間電阻 r’BB的比值。

  17. 摘要 單接面電晶體(UJT)的應用 一個用單接面電晶體來觸發矽控整流器的電路如圖所示。 當這個單接面電晶體觸發後,一個電流脈衝被送到矽控整流器的閘極。 R1的值決定這個單接面電晶體何時被觸發。二極體隔絕了單接面 電晶體不受交流負半 週的影響。 單接面電晶體產生一個快速、可靠的脈衝電流 給矽控整流器,所以矽控整流器幾乎會在每一個週期的同一個地方被觸發。

  18. 摘要 可程式單接面電晶體(PUT) 可程式單接面電晶體是一個有閘極的四層閘流體。它主要是用來當做一個感應開關元件。閘極的脈衝可以觸發一個陡增的電流輸出。 可程式單接面電晶體的特性與單接面電晶體的特性類似,但是可程式單接面電晶體的本質的內分比可以藉由外接電阻來 “程式設定”,而單接面電晶體則是一個固定的比率。

  19. 摘要 可程式單接面電晶體(PUT) 可程式單接面電晶體主要的應用是用來推動矽控整流器及雙向交流觸發三極體,但是就像單接面電晶體,也可以用在弛緩振盪器(relaxation oscillators)。 要使電路能振盪,R1必須要大到足夠限制電流使其小於谷點電流 ( IV )。振盪週期由以下的公式決定: 其中

  20. 摘要 可程式單接面電晶體(PUT) 例題: 本質的內分比為何,並求電路的週期? 解答: 0.33 0.89 ms 追蹤: 頻率為何? 1.12 kHz

  21. 選擇重要詞彙 一種兩個端點的閘流體, 當陽極對陰極電壓達到一個預定的 “折轉”值時,電流會導通。 四層二極體 (4-layer diode) 閘流體 (Thyristor) 矽控整流器 (SCR) 一種四層(pnpn)半導體元件。 一種三端點的閘流體,當閘極端的電壓觸發則導通電流,元件保持導通,直到陽極電流下降到低於一個預定值。

  22. 選擇重要詞彙 一種四層的半導體元件(閘流體);藉由足夠量的光線來導通單向電流。電流持續導通,直到電流低於一個特定值。 光通矽控整流器(LASCR) 雙向觸發二極體(Diac) 雙向交流觸發三極體 (Triac) 一種有兩個端點的四層半導體元件(閘流體);適當地啟動,兩個方向皆可導通電流。 一個三個端點的閘流體;適當地啟動,兩個方向皆可導通電流。

  23. 選擇重要詞彙 一種四個端點的閘流體;兩個閘極的端點被用來觸發元件的開啟與關閉。 矽控開關 (SCS) 單接面電晶體(UJT) 可程式單接面電晶體(PUT) 一種三個端點,單一pn接面的元件,此元件有負電阻的特性。 一種三個端點的閘流體(外表看來比較像一個矽控整流器而不像單接面);當陽極的電壓超過閘極電壓,就會觸發進入導通。