电子技术基础第六章晶闸管课件

11概述2晶闸管的工作原理3几种常用的晶体管晶闸管2

6.1概述晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流器（SiliconControlledRectifier——SCR）1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品1958年商业化开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代，使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域。20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代3KP平板型普通可控硅（晶闸管）(200A-5000A)

KK平板型快速可控硅（晶闸管)(5A-3000A)

5MTC普通可控硅模块(水冷/风冷）(25A-1000A)

6ZP螺旋型普通整流管(5A-500A)

KP螺旋型普通晶闸管(5A-500A)

76.2.1晶闸管的工作原理A（阳极）K(阴极)G（门极）PNPNAKG9PNPNKGA（阳极）单向可控硅的GK结是1个二极管所以GK之间存在单向导电性，且正向电阻几百到几千欧，反向电阻∞。10思考：若GK正向电阻为∞，反向电阻仍然为∞，GK之间是否开路了？PNPNKGA答案：是！说明：可控硅损坏。11思考：若AG之间电阻约为0欧或AK之间电阻仍然约为0欧，是否可以说明AG或AK被击穿了？答案：是说明：可控硅损坏。PNPNAKG13P1P2N1N2K

GA晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合KAT2T1+_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGP1P2N1N2N1P2AGK14

T1T2AKGEA>0、EG>0EGEA+_R15实验顺序实验前灯的情况实验时晶闸管条件实验后灯的情况结论阳极电压UA门极电压UG导通实验1暗反向反向暗晶闸管在反向阳极电压作用下，不论门极为何电压，它都处于关断状态。2暗反向零暗3暗反向正向暗1暗正向反向暗晶闸管在正向阳极电压与正向门极电压的共同作用下，才能导通。2暗正向零暗3暗正向正向亮关断实验1亮正向正向亮已导通的晶闸管在正向阳极作用下，门极失去控制作用。2亮正向零亮3亮正向反向亮4亮正向（逐渐减小到接近于零）任意暗晶闸管在导通状态时，当阳极电压减小到接近于零时，晶闸管关断。17晶闸管正常导通的条件：1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压，UAK>02）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流，UGK>0晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。维持晶闸管导通的条件：保持流过晶闸管的阳极电流在其维持电流以上186.2.2晶闸管关断的条件晶闸管的关断：只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采用：

阳极电压反向减小阳极电压增大回路阻抗

19正向特性IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，正向阻断状态。正向电压超过正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。晶闸管本身的压降很小，在1V左右。晶闸管的伏安特性(IG2>IG1>IG)21晶闸管的伏安特性2)反向特性施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性。反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。当反向电压达到反向击穿电压后，可能导致晶闸管发热损坏。221正向重复峰值电压晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。一般取UFRM=80%UB0

。普通晶闸管UFRM

为100V-3000V6.2.4晶闸管的主要参数233额定正向平均电流环境温度为40C及标准散热条件下，晶闸管处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。如果正弦半波电流的最大值为Im,则普通晶闸管IF为1A—1000A。254维持电流IH在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导通状态所必须的最小电流。一般IH为几十~一百多毫安。265通态平均电压（管压降）UF在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、阴极间的电压平均值。一般为1V左右。276.2.5晶闸管的型号、选择原则1普通晶闸管的型号29组别ABCDE通态平均电压（V）UT≤0.40.4＜UT≤0.50.5＜UT≤0.60.6＜UT≤0.70.7＜UT≤0.8组别FGHI通态平均电压（V）0.8＜UT≤0.90.9＜UT≤1.01.0＜UT≤1.11.1＜UT≤1.2晶闸管通态平均电压分组

30（1）选择额定电流的原则在规定的室温和冷却条件下，只要所选管子的额定电流有效值大于等于管子在电路中实际可能通过的最大电流有效值即可。考虑元件的过载能力，实际选择时应有1.5~2倍的安全裕量。计算公式为：2普通晶闸管的选择原则31选择普通晶闸管额定电压的原则应为管子在所工作的电路中可能承受的最大反向瞬时值电压的2~3倍，即（2）选择额定电压的原则2普通晶闸管的选择原则321双向晶闸管双向晶闸管从结构和特性来说，都可以看成是一对反向并联的普通晶闸管。在主电极的正、反两个方向均可用交流或直流电流触发导通。6.3.1几种常用的晶体管3334双向晶闸管在第Ⅰ和第Ⅲ象限有对称的伏安特性。35双向晶闸管的型号：36可控硅调光电路电位器POT1和电阻R1、R2与电容C2构成移相触发网络，当C2的端电压上升到双向触发二极管D1的阻断电压时，D1击穿，双向可控硅TRIAC被触发导通，灯泡点亮。调节POT1可改变C2的充电时间常数，改变了流过灯泡的电流，结果使得白炽灯的亮度随着POT1的调节而变化372高频晶闸管和快速晶闸管快速晶闸管和高频晶闸管与普通晶闸管没有本质的区别，只是导通与关断的转换速度较快，并且高频晶闸管的工作频率较高。典型应用有：逆变器、斩波器、感应加热、各种类型的强迫换流器、电焊机等。383可关断晶闸管可关断晶闸管（GTO）的3个电极也称为阳极、阴极和控制极，其特点是：在阳极与阴极之间加正向电压，同时门极与阴极之间有正向触发电压时，才导通；一旦导通之后，即使撤销门极触发电压也不影响其导通；与普通晶闸管不同的是，在门极加负电压时就可关断导通的晶闸管。可关断晶闸管的应用与普通晶闸管类似。典型应用有：交直流开关、交直流电机控制、逆变器、变频器、UPS电源等。396.3.2晶闸管的典型电路单只晶闸管交流调压电路40

如图所示电路的工作过程为：4只整流二极管将输入的正弦交流电变换为单方向脉动的直流电加