可控硅基础知识讲座96368课件

可控硅基础知识讲座2009-02-25单向可控硅等效结构单向可控硅晶体管模型栅极悬空时，BG1和BG2截止,没有电流流过负载电阻RL。栅极输入一个正脉冲电压时,BG2道通，VCE(BG2)下降，VBE(BG1)升高。正反馈过程使BG1和BG2进入饱和道通状态。电路很快从截止状态进入道通状态。由于正反馈的作用栅极没有触发将保持道通状态不变。

可控硅工作原理-导通可控硅工作原理-截止阳极和阴极加上反向电压BG1和BG2截止。加大负载电阻RL使电路电流减少BG1和BG2的基电流也将减少。当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用，电路翻转为截止状态。这个电流为维持电流。

关闭电流（IL)单向可控硅I-V曲线正向导通电压（VTM)正向导通电流(IT)正向漏电流（Idrm)击穿电压(Vdrm)反向漏电流（Irm)击穿电压(Vrm)维持电流（IH)闭锁电流（IL）单向可控硅正向特性条件：控制极开路，阳极加正向电压分析：J1、J3结正偏，J2结反偏，这与普通PN结的反向特性相似，也只能流过很小电流，如特性OA段所示，弯曲处的是UDRM叫：正向转折电压，也叫断态重复峰值电压。结果：正向阻断状态。单向可控硅负阻特性及导通条件：J2结的雪崩击穿分析：J2结的雪崩击穿后J2结发生雪崩倍增效应，J2结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降。结果：出现所谓负阻特性正向导通条件：电流继续增加分析：J1、J2、J3三个结均处于正偏，它的特性与普通的PN结正向特性相似，结果：可控硅便进入正向导电状态---通态，单向可控硅触发导通条件：控制极G上加入正向电压分析：J3正偏，形成触发电流IGT。内部形成正反馈，加上IGT的作用，图中的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。结果：可控硅提前导通。单向可控硅电参数序号

参数

符号1额定通态峰值电流IT(RMS)2额定通态平均电流

IT(AV)3不重复通态浪涌电流IT(TSM)4断态重复峰值电压VDRM5反向重复峰值电压VRRM6断态重复平均电流

IDRM7反向重复平均电流

IRRM8通态平均电压VTM9控制极触发电流IGT10控制极触发电压VGT单向可控硅电参数序号

参数

符号11门极（触发极）峰值电流I(GM)12门极（触发极）峰值电压V(GM)13门极（触发极）反向峰值电压V(RGM)14门极（触发极）峰值功耗P(GM)15门极（触发极）平均功耗PG

(AV)16断态电压换向变化率dVD/dt17通态电流换向变化率dIT/dt18控制极触发导通时间tgt19维持电流

IH20关闭电流

IL双向可控硅等效结构双向可控硅触发命名双向可控硅平面和纵向结构T1G铜芯线电流估算双向可控硅I-V曲线双向可控硅误导通（a）电子噪声引发门极信号在电子噪声充斥的环境中，若干扰电压超过VGT，并有足够的门极电流，就会发生假触发，导致双向可控硅切换。(b)超过最大切换电压上升率dVCOM/dt当负载电流过零时双向可控硅发生切换，由于相位差电压并不为零，这时双向可控硅须立即阻断该电压。产生的切换电压上升率若超过允许的dVCOM/dt，会迫使双向可控硅回复导通状态。因为载流子没有充分的时间自结上撤出。（c）超出最大的切换电流变化率dICOM/dt过高的dIT/dt可能导致局部烧毁，并使MT1-MT2短路。高dIT/dt承受能力决定于门极电流上升率dIG/dt和峰值IG。较高的dIG/dt值和峰值IG(d)超出最大的断开电压变化率dVD/dt若截止的双向可控硅上（或门极灵敏的闸流管）作用很高的电压变化率，尽管不超过VDRM（见图8），电容性内部电流能产生足够大的门极电流，并触发器件导通。门极灵敏度随温度而升高。三象限（无缓冲）双向可控硅

3Q双向可控硅具有和4Q双向可控硅不同的内部结构，它在门极没有临界的重叠结构。这使它不能在3+象限工作，但由于排除了3+象限的触发，同时避开了4Q双向可控硅的缺点。由于大部分电路工作在1+和3-象限（用于相位控制），或者工作在1-和3-象限（用于简单的极性触发，信号来自IC电路和其它电子驱动电路），因而和所取得的优点比较，损失3+象限的工作能力是微不足道的代价。3Q双向可控硅为初始产品制造厂带来的好处1.高dVCOM/dt值性能,不需缓冲电路2．高dVD/dt值性能,不需缓冲电路3.高dICOM/dt值性能，不必串联电感双向可控硅的命名BT

134–600

E

前缀字母表示：B：双向T：三端BT：三端双向可控硅，全部非绝缘型电流值表示：131=1A134=4A136=4A137=8A138=12A139=16A电压值表示：400=400V600=600V800=800V1000=1000V1200=1200V触发电流表示：D：IGT1-3≤5mAIGT4≤10mAE：IGT1-3≤10mAIGT4≤25mAF：IGT1-3≤25mAIGT4≤70mAG：IGT1-3≤50mAIGT4≤100mA可控硅可控硅—十条黄金规则规则1.为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电流≧IGT，直至负载电流达到≧IL。这条件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑。规则2.要断开（切换）闸流管（或双向可控硅），负载电流必须<IH,并维持足够长的时间，使能回复至截止状态。在可能的最高运行温度下必须满足上述条件。规则3.设计双向可控硅触发电路时，只要有可能，就要避开3+象限（WT2-，+）。规则4.为减少杂波吸收，门极连线长度降至最低。返回线直接连至MT1（或阴极）。若用硬线，用螺旋双线或屏蔽线。门极和MT1间加电阻1kΩ或更小。高频旁路电容和门极间串接电阻。另一解决办法，选用H系列低灵敏度双向可控硅。规则5.若dVD/dt或dVCOM/dt可能引起问题，在MT1和MT2间加入RC缓冲电路。若高dICOM/dt可能引起问题，加入一几mH的电感和负载串联。另一种解决办法，采用Hi-Com双向可控硅。可控硅—十条黄金规则规则6.假如双向可控硅的VDRM在严重的、异常的电源瞬间过程中有可能被超出，采用下列措施之一：负载上串联电感量为几μH的不饱和电感，以限制dIT/dt；用MOV跨接于电源，并在电源侧增加滤波电路。规则7.选用好的门极触发电路，避开3+象限工况，可以最大限度提高双向可控硅的dIT/dt承受能力。规则8.若双向可控硅的dIT/dt有可能被超出，负载上最好串联一个几μH的无铁芯电感或负温度系