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单向可控硅(晶闸管)结构介绍-环昕微实业

1. P型半导体
因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时,缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。
  在P型半导体中空穴是多数载流子,它主要由掺杂形成;自由电子是少数载流子, 由热激发形成。空穴很容易俘获电子,使杂质原子成为负离子。三价杂质 因而也称为受主杂质。
2. N型半导体
 因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键,而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。
       在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流子, 由热激发形成。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子,因此五价杂质原子也称为施主杂质。
3.PN结形成
在P型半导体和N型半导体结合后,由于N型区内电子很多而空穴很少,而P型区内空穴很多电子很少,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。  这样,电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
   于是,有一些电子要从N型区向P型区扩散,也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。它们扩散的结果就使P区一边失去空穴,留下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子,留下了带正电的杂质离子。半导体中的离子不能任意移动,因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区,就是所谓的PN结。
 
     单向可控硅是以N型硅单晶为基本材料,通过复杂的制造工艺在硅单晶体内有序、有选择的参入三价杂质(如硼、镓、铝等,形成P型层)和五价杂质(如磷、砷等,形成N型层),从而形成PNPN四层三端器件。它的特性类似于真空闸流管,所以国际上通称为硅晶体闸流管,简称“晶闸管”(thyristor),又因为晶闸管最初应用在静止整流方面,所以又被称之为硅可控整流元件,简称为“可控硅”(SCRs)。
   它是由PNPN四层半导构成,有三个PN结、有三个电极(阳极A、阴极K和控制极G)。


 
 
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