晶闸管及其工作原理课件

11.3半控型器件—晶闸管1.3.1晶闸管及其工作原理1.3.2晶闸管的特性。1.3.3晶闸管的主要参数11.3半控型器件—晶闸管1.3.1晶闸管及其工作原21.3.1晶闸管及其工作原理

晶闸管(Thyristor)俗称可控硅(SiliconControlledRectifier—SCR)

包括：KP（普通型）、KK（快速）

KG（可关断型）、KS（双向型）、

KN（逆导型：KP加反并联整流二极管）及光控型。1)外型：螺栓式——安装方便，散热效果差（100A以下）平板式——安装麻烦，散热效果好（200A以上）塑封式——小电流1.外型符号概述21.3.1晶闸管及其工作原理晶闸管(Thyristo3螺栓型和平板型封装引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端螺栓型封装：通常螺栓为阳极，能与散热器紧密联接且安装方便平板型封装：晶闸管可由两个散热器将其夹在中间晶闸管的外形3螺栓型和平板型封装晶闸管的外形4晶闸管的外形小电流塑封式小电流螺旋式大电流螺旋式大电流平板式图形符号4晶闸管的外形小电流塑封式小电流螺旋式大电流螺旋式大电流平板5晶闸管的外形KP螺旋式5晶闸管的外形KP螺旋式6晶闸管的外形平板式6晶闸管的外形平板式7晶闸管模块7晶闸管模块8晶闸管的散热方式自冷式风冷式水冷式8晶闸管的散热方式自冷式风冷式水冷式9晶闸管的散热方式水冷式风冷式自冷式9晶闸管的散热方式水冷式风冷式自冷式103)散热方式自冷——20A以下风冷——30A-1000A，风速6m/s

水冷——500A-1000A，水质电阻率20k/cm,PH值6-8，流量400ml/min，进水温度35°cA阳极K阴极G（门极）2)符号103)散热方式自冷——20A以下AKG（门极）211导通的晶闸管电流总是从阳极到阴极。2.简单的晶闸管整流电路

阳极电压UAK=Ua

阳极电流IAK=Ia

门极电压UGK=Ug

门极电流IGK=IgAKGUaIaIg112.简单的晶闸管整流电路阳极电压U12P1N1P2N21)内部结构四层三端器件

三个PN结J1,J2,J32)工作原理

条件:G悬空（或加反压）UAK>0时，J1,J3正偏,J2反偏→A、K间无电流

→正向阻断状态UAK<0时，J1,J3反偏,J2正偏→A、K间无电流→反向阻断状态(1)

阻断状态3.内部机理AKGJ1J2J3GJ1J2J3P2N2KP1N1AP2N1AGKP1N1P2N1P2N2

等效电路12P1N1P2N21)内部结构四层三端器件三个13条件：AK正偏，GK正偏.加Ig电流→正反馈，晶闸管迅速导通。(2)导通状态IA的大小由外电路负载决定(3)关断关断条件:Ia减小至维持电流IH以下。实现方法:UAK减小到零或加反压Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1导通过程：

IgIb2Ic2(Ib1)Ic1正反馈过程IA13条件：AK正偏，GK正偏.(2)导通状态IA的大小由14

Ic1=1IA+ICBO1

（1-1）

Ic2=2IK+ICBO2

（1-2）

IK=IA+IG

（1-3）

IA=Ic1+Ic2

（1-4）(4)数量关系说明:线性条件下成立式中1和2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益ICBO1和ICBO2分别是V1和V2的共基极漏电流由式（1-1）~（1-4）可得

（1-5）Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1V1V214Ic1=1IA+ICBO1（115关断方法交流电路利用电压反向自动关断晶闸管直流电路设置关断电路加反压关断晶闸管

小结①承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。②承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通→导通条件。③晶闸管导通后相当于二极管→单向导电性④一旦导通，门极就失去控制作用→半控性门极常采用正向脉冲信号驱动→触发⑤导通后阳极电流Ia小于维持电流IH才会关断→关断条件15关断方法小结①承受反向电压时，不论门16有关晶闸管的几个名词触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压，使晶闸管导通的过程称为触发。维持电流IH：维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。正向阻断：晶闸管加正向电压未超过其额定电压，门极未加电压的情况下，晶闸管关断。硬开通：给晶闸管加足够的正向阳极电压，即使晶闸管未加门极电压也会导通的现象叫硬开通。反向阻断：当晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管不会导通。16有关晶闸管的几个名词触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门17有关晶闸管的几个特性

晶闸管具有可控性。晶闸管具有单向导电性。晶闸管一旦导通，门极将失去控制作用。导通后流过晶闸管的电流由主电路电源和负载来决定。17有关晶闸管的几个特性晶闸管具有可控性。18例题如图，阳极电流为交流电压，门极在t1瞬间合上开关S，t4时刻开关S断开，求电阻上的电压波形ud。SEgUgIaUaU2RdUdU2UgUdt1t2t3t418例题如图，阳极电流为交流电压，门极在t1瞬间合上开关S，知识回顾KnowledgeReview祝您成功！知识回顾KnowledgeReview祝您成功！201.3半控型器件—晶闸管1.3.1晶闸管及其工作原理1.3.2晶闸管的特性。1.3.3晶闸管的主要参数11.3半控型器件—晶闸管1.3.1晶闸管及其工作原211.3.1晶闸管及其工作原理

晶闸管(Thyristor)俗称可控硅(SiliconControlledRectifier—SCR)

包括：KP（普通型）、KK（快速）

KG（可关断型）、KS（双向型）、

KN（逆导型：KP加反并联整流二极管）及光控型。1)外型：螺栓式——安装方便，散热效果差（100A以下）平板式——安装麻烦，散热效果好（200A以上）塑封式——小电流1.外型符号概述21.3.1晶闸管及其工作原理晶闸管(Thyristo22螺栓型和平板型封装引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端螺栓型封装：通常螺栓为阳极，能与散热器紧密联接且安装方便平板型封装：晶闸管可由两个散热器将其夹在中间晶闸管的外形3螺栓型和平板型封装晶闸管的外形23晶闸管的外形小电流塑封式小电流螺旋式大电流螺旋式大电流平板式图形符号4晶闸管的外形小电流塑封式小电流螺旋式大电流螺旋式大电流平板24晶闸管的外形KP螺旋式5晶闸管的外形KP螺旋式25晶闸管的外形平板式6晶闸管的外形平板式26晶闸管模块7晶闸管模块27晶闸管的散热方式自冷式风冷式水冷式8晶闸管的散热方式自冷式风冷式水冷式28晶闸管的散热方式水冷式风冷式自冷式9晶闸管的散热方式水冷式风冷式自冷式293)散热方式自冷——20A以下风冷——30A-1000A，风速6m/s

水冷——500A-1000A，水质电阻率20k/cm,PH值6-8，流量400ml/min，进水温度35°cA阳极K阴极G（门极）2)符号103)散热方式自冷——20A以下AKG（门极）230导通的晶闸管电流总是从阳极到阴极。2.简单的晶闸管整流电路

阳极电压UAK=Ua

阳极电流IAK=Ia

门极电压UGK=Ug

门极电流IGK=IgAKGUaIaIg112.简单的晶闸管整流电路阳极电压U31P1N1P2N21)内部结构四层三端器件

三个PN结J1,J2,J32)工作原理

条件:G悬空（或加反压）UAK>0时，J1,J3正偏,J2反偏→A、K间无电流

→正向阻断状态UAK<0时，J1,J3反偏,J2正偏→A、K间无电流→反向阻断状态(1)

阻断状态3.内部机理AKGJ1J2J3GJ1J2J3P2N2KP1N1AP2N1AGKP1N1P2N1P2N2

等效电路12P1N1P2N21)内部结构四层三端器件三个32条件：AK正偏，GK正偏.加Ig电流→正反馈，晶闸管迅速导通。(2)导通状态IA的大小由外电路负载决定(3)关断关断条件:Ia减小至维持电流IH以下。实现方法:UAK减小到零或加反压Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1导通过程：

IgIb2Ic2(Ib1)Ic1正反馈过程IA13条件：AK正偏，GK正偏.(2)导通状态IA的大小由33

Ic1=1IA+ICBO1

（1-1）

Ic2=2IK+ICBO2

（1-2）

IK=IA+IG

（1-3）

IA=Ic1+Ic2

（1-4）(4)数量关系说明:线性条件下成立式中1和2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益ICBO1和ICBO2分别是V1和V2的共基极漏电流由式（1-1）~（1-4）可得

（1-5）Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1V1V214Ic1=1IA+ICBO1（134关断方法交流电路利用电压反向自动关断晶闸管直流电路设置关断电路加反压关断晶闸管

小结①承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。②承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通→导通条件。③晶闸管导通后相当于二极管→单向导电性④一旦导通，门极就失去控制作用→半控性门极常采用正向脉冲信号驱动→触发⑤导通后阳极电流Ia小于维持电流IH才会关断→关断条件15关断方法小结①承受反向电压时，不论门35有关晶闸管的几个名词触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压，使晶闸管导通的过程称为触发。维持电流IH：维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。正向阻断：晶闸管加正向电压未超过其额定电压，门极未加电压的情况下，晶闸管关断。硬开通：给晶闸管加足够的正向阳极电压，即使晶闸管未加门极电压也会导通的现象叫硬开通。反向阻断：当晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管不会导通。16有关晶闸管的几个名词触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门36有关晶闸管的几