西北工大电子技术第20章晶体管

1、1 第第2020章章 晶闸管晶闸管2一种一种大功率半导体器件，出现于大功率半导体器件，出现于70年代。它的出年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域 。 体积小、重量轻、无噪声、寿命长、体积小、重量轻、无噪声、寿命长、 容容量大（正向平均电流达千安、正向耐压量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。达数千伏）。 特点特点20201 1 晶闸管晶闸管( (可控硅可控硅SCR)SCR) 3应用领域：应用领域： 逆变逆变 整流整流 （交流（交流直流）直流）斩波斩波（直流（直流交流）交流）变频变频 （交流（交流交流）交流）（直流（直流直流）直流）此外

2、还可作无触点开关等此外还可作无触点开关等4.1.1. 基本基本结构结构A（阳极）（阳极）四四 层层 半半 导导 体体K（阴极）（阴极）G（控制极）（控制极）P1P2N1三三 个个 PN结结N25符号符号AKG20.1.2 20.1.2 工作原理工作原理GKP1P2N1N2APPNNNPAGK示意图示意图6APPNNNPGKi gi gig工作原理分析工作原理分析KAGT1T27工作原理说明工作原理说明UAK 0 、UGK0时时T1导通导通ib1 = i giC1 = ig = ib2ic2 =ib2 = ig = ib1T2导通导通形成正反馈形成正反馈晶闸管迅速导通；晶闸管迅速导通；T1进一步

3、导通进一步导通8晶闸管开始工作时晶闸管开始工作时 ，UAK加反向电压，加反向电压，或不加触发信号（即或不加触发信号（即UGK = 0 ）；）；晶闸管导通后，晶闸管导通后， UGK，去掉去掉依靠正反馈，依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态；晶闸管仍维持导通状态；晶闸管截止的条件：晶闸管截止的条件：（1）（2）晶闸管正向导通后，令其截止，必须晶闸管正向导通后，令其截止，必须减小减小UAK，或加大回路电阻，使晶闸管，或加大回路电阻，使晶闸管中电流的正反馈效应不能维持。中电流的正反馈效应不能维持。91.1.晶闸管具有单向导电性晶闸管具有单向导电性（正向导通条件：（正向导通条件：A A、K K间加正向电压，

4、间加正向电压，G G、K K间加触发信号）；间加触发信号）；2.2.晶闸管一旦导通，控制极失去作用晶闸管一旦导通，控制极失去作用若使其关断，必须降低若使其关断，必须降低U UAKAK或加大回路电或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。阻，把阳极电流减小到维持电流以下。 结论结论1020.1.3 20.1.3 伏安特性伏安特性UIURS MUDS MURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1正向正向反向反向11UDRM：断态重复峰值电压断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。（晶闸管耐压值。一一般取般取 UDRM = 80% UDSM 。普通晶闸管。普通晶闸管UDRM 为

5、为 100V-3000V）URRM：反向重复峰值电压：反向重复峰值电压。（控制极断路时，。（控制极断路时， 可以重复作用在晶闸管上的反向重复电可以重复作用在晶闸管上的反向重复电 压。一般取压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶。普通晶 闸管闸管URRM为为100V-3000V） ITAV：通态平均电流通态平均电流。（环境温度为。（环境温度为40OC时时,在在 电阻性负载、单相工频电阻性负载、单相工频 正弦半波、导电正弦半波、导电角不小于角不小于170o的电路中，晶闸管允许的的电路中，晶闸管允许的最大通态平均电流。普通晶闸管最大通态平均电流。普通晶闸管ITAV 为为1A-1000A。）

6、。）20.1.4 20.1.4 主要参数主要参数12IH：维持电流。维持电流。(在室温下，控制极开路、晶闸管在室温下，控制极开路、晶闸管 被触发导通后，维持导通状态所必须的最被触发导通后，维持导通状态所必须的最 小电流。一般为几十到一百多毫安。）小电流。一般为几十到一百多毫安。）UG、IG：控制极触发电压和电流。：控制极触发电压和电流。（在室温下，（在室温下， 阳极电压为直流阳极电压为直流6V时，使晶闸管完全导通时，使晶闸管完全导通 所必须的最小控制极直流电压、电流所必须的最小控制极直流电压、电流 。一。一 般般UG为为1到到5V，IG为几十到几百毫安。）为几十到几百毫安。）1320.2 20

7、.2 可控整流电路可控整流电路20.2.1 20.2.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路( (电阻性负载电阻性负载) )(1)电路及工作原理电路及工作原理设设u1为为正弦波正弦波 u2 0 时，时，加上触发电压加上触发电压 uG ，晶闸管导通，晶闸管导通 。且。且 uL 的大小随的大小随 uG 加入的早晚而变化；加入的早晚而变化； u2 0的导通路径：的导通路径：u2 (A)T1RLD2u2 (B)T1、T2 -晶闸管晶闸管D1、D2 -晶体管晶体管T1T2D1D2RLuLu2AB+-17T2RLD1u2 (A)u2 (B)u2 VT2时，时，控制极相对于控制极相对于T2加正脉冲，加正脉冲，晶闸管正向导通，电流从晶闸管正向导通，电流从T1流向流向T2。VT2VT1时，时，控制极相对于控制极相对于T2加加 负负脉冲，脉冲，晶闸管反向导通，电流从晶闸管反向导通，电流从T2流向流向T1。22可关可关断晶闸管断晶闸管GTO-Gata Turn Off thyristor) 可关断晶闸管的触发导通与普通晶闸管相可关断晶闸管的触发导通与普通晶闸管相同。不同之处在于：普通晶闸管的关断不能同。不同之处在于：普通晶闸管的关断不能控制，只能靠减小阳极电压或工作电流来实控制