第一章晶闸管演示文稿

第一章晶闸管演示文稿目前一页\总数三十四页\编于十七点优选第一章晶闸管目前二页\总数三十四页\编于十七点半控型器件最具代表性的是晶闸管，全控型器件主要包括控制极可关断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘门极晶体管（IGBT）等。晶闸管是晶体闸流管的简称，俗称可控硅。主要包括普通晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管等。目前三页\总数三十四页\编于十七点§1-1晶闸管的工作原理§1-3全控型电力电子器件§1-2晶闸管的伏安特性和主要参数目前四页\总数三十四页\编于十七点§1-1晶闸管的工作原理学习目标1.了解晶闸管的基本结构和命名。2.理解晶闸管的工作原理。3.掌握晶闸管的导通及关断条件。目前五页\总数三十四页\编于十七点1.晶闸管的结构平板式晶闸管外形及结构螺栓式晶闸管晶闸管模块一、晶闸管的结构和命名按外形分类：塑封式、螺栓式和平板式。目前六页\总数三十四页\编于十七点晶闸管文字符号为VT。晶闸管有三个电极：阳极A，阴极K，门极（又称控制极）G。VT目前七页\总数三十四页\编于十七点螺栓式晶闸管螺栓—阳极A，粗引线—阴极K，细引线—门极G。

特点：安装方便。目前八页\总数三十四页\编于十七点平板式晶闸管两面分别为阳极A和阴极K，

中间引出线—门极G。

特点：散热效果好，容量大。目前九页\总数三十四页\编于十七点2.国产晶闸管的命名方法数字表示，额定电压（UTn）数字表示，额定正向平均电流(IF)字母“K”表示晶闸管字母表示晶闸管类别，P—普通反向阻断型，K—快速型，S—双向型K目前十页\总数三十四页\编于十七点二、晶闸管的工作原理

晶闸管与二极管的异同：相同点：单向导电性。不同点：晶闸管具有正向阻断特性。晶闸管可以看成是由一个PNP型和一个NPN型晶体管连接而成。目前十一页\总数三十四页\编于十七点晶闸管的等效电路a)晶闸管内部结构示意图b)晶闸管等效内部结构示意图c)晶闸管的等效电路目前十二页\总数三十四页\编于十七点晶闸管导通的正反馈过程：

半控特性：一旦导通，UGK可有可无。

IgIb2

Ic2(Ib1)

Ic1正反馈目前十三页\总数三十四页\编于十七点晶闸管工作特性小结：（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。（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。（4）要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值（IH）以下。目前十四页\总数三十四页\编于十七点利用万用表的R×10挡可以分辨出晶闸管的三个电极。如果测得其中两个电极间阻值较小（正向电阻），而反向电阻很大，那么以阻值较小的为准，黑表笔所接的就是门极G，而红表笔所接的就是阴极K，另外的电极便是阳极A。三、晶闸管的简单测试方法1.小功率晶闸管管脚的判别目前十五页\总数三十四页\编于十七点如果测得阳极A与门极G，阳极A与阴极K间正反向电阻均很大，而门极G与阴极K间正、反向电阻有一大一小的差别，说明晶闸管质量良好；否则，晶闸管不能使用。2.晶闸管好坏的判断G与K间的正、反向电阻（R×10挡）A与K间的正、反向电阻（或A与G间的正、反向电阻）目前十六页\总数三十四页\编于十七点§1-2晶闸管的伏安特性和主要参数学习目标1.掌握晶闸管的伏安特性曲线。2.掌握晶闸管的主要参数，会根据参数选用晶闸管。目前十七页\总数三十四页\编于十七点晶闸管阳极与阴极间的电压和阳极电流的关系称为晶闸管的伏安特性。第一象限——正向伏安特性，第三象限——反向伏安特性。一、晶闸管的伏安特性曲线目前十八页\总数三十四页\编于十七点正向伏安特性分为:阻断状态（断态）、导通状态（通态）。IG=0时U<UBO，断态；U=UBO---正向转折电压雪崩，击穿导通，称为硬开通。（正常情况下不允许）IG>0时较小的电压降即可导通，导通压降小（为1V左右）；导通后IA取决于外部电路。目前十九页\总数三十四页\编于十七点反向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。反向特性目前二十页\总数三十四页\编于十七点二、晶闸管的主要参数正向重复峰值电压UDRM——控制极开路且处于额定结温值时，允许重复加在晶闸管上的最大正向电压。反向阻断重复峰值电压URRM——控制极开路且处于额定结温值时，允许重复加于晶闸管上的反向最大脉冲电压。取UDRM和URRM中的小值，按百位取整后所得结果即为晶闸管的额定电压值，用电压等级来表示。1.额定电压UTn目前二十一页\总数三十四页\编于十七点2.额定电流IT（AV)又称为额定通态平均电流。是指在环境温度小于40℃和标准散热及全导通的条件下，晶闸管可以连续导通的工频正弦半波电流的平均值。晶闸管的额定电流参数系列：1A、5A、10A、20A、30A、50A、100A、200A、300A。决定晶闸管的最大电流管芯半导体结温流过电流的有效值（相同的电流有效值条件下，其发热情况相同，选取型号相同）目前二十二页\总数三十四页\编于十七点波形系数Kf：有效值/平均值，反应周期交流量波形性质。如果额定电流为100A的晶闸管其允许通过的电流有效值为1.57×100＝157A目前二十三页\总数三十四页\编于十七点选择晶闸管额定电流时，要依据实际波形的电流有效值与额定电流IT（AV)有效值相等的原则（即管芯结温一样）进行换算。即：由于晶闸管的过载能力差，一般选用时取1.5～2倍的安全裕量。目前二十四页\总数三十四页\编于十七点3.通态平均电压UT(AV)当流过正弦半波的电流为额定电流，并达到稳定的额定结温时，晶闸管阳极与阴极之间电压降的平均值，称为通态平均电压。晶闸管正向通态平均电压的组别目前二十五页\总数三十四页\编于十七点4.控制极触发电流IGT和控制极触发电压UGT在室温下，对晶闸管施加6V正向阳极电压时，使元件完全开通所必需的最小控制极电流，称为控制极触发电流IGT。对应于控制极触发电流时的控制极电压，称为控制极触发电压UGT。目前二十六页\总数三十四页\编于十七点晶闸管的主要参数目前二十七页\总数三十四页\编于十七点§1-3全控型电力电子器件学习目标1.了解GTO、GTR、MOSFET、IGBT等器件的结构及应用场合。2.能够根据实际需要查阅手册，进行器件选型。目前二十八页\总数三十四页\编于十七点控制极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off，GTO）是晶闸管的一种派生器件，具有普通晶闸管的全部优点，如耐压高、电流大等；同时又是全控器件，具有门极正信号触发导通、门极负信号触发关断的特性。门极可关断晶闸管实物、图形和文字符号GTO在牵引电力机车和斩波器中的应用一、控制极可关断晶闸管GTO

目前二十九页\总数三十四页\编于十七点大功率晶体管（GiantTransistor）简称GTR，又称为电力晶体管。因为有PNP和NPN两种结构，因此又称双极型晶体管BJT。功率晶体管GTR实物、图形和文字符号二、功率晶体管GTR目前三十页\总数三十四页\编于十七点优点：既有晶体管的固有特性，又扩大了功率容量。

缺点：耐冲击能力差，易受二次击穿而损坏。适用：在10kHz以下的大功率变换电路中应用较多。目前三十一页\总数三十四页\编于十七点功率场效应晶体管的全称是功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor），简称功率MOSFET。功率场效应管实物、图形和文字符号图1-三、功率场效应晶体管MOSFET目前三十二页\总数三十四页\编于十七点优点