晶闸管的工作原理及特性_第1页
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文档简介

晶闸管晶闸管又称为晶体闸流管，可控硅整流（SiliconControlledRectifier--SCR），开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代;20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200Hz以下）装置中的主要器件。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--普通晶闸管。广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件。一、晶闸管的基本结构晶闸管是一种四层结构（PNPN）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。它有三个引出电极，即阳极（A）、阴极（K）和门极（G）。其符号表示法和器件剖面图如图1所示。图1符号表示法和器件剖面图普通晶闸管是在N型硅片中双向扩散P型杂质（铝或硼），形成结构，然后在的大部分区域扩散N型杂质（磷或锑）形成阴极，同时在上引出门极，在区域形成欧姆接触作为阳极。二、晶闸管的工作原理将内部是四层PNPN结构的晶闸管看成是由一个PNP型和一个NPN型晶体管连接而成的等效电路，连接形式如图2所示。图2晶闸管的内部结构和工作原理的等效电路晶闸管的阳极A相当于PNP型晶体管V1的发射极、阴极K相当于NPN型晶体管V2的发射极。当晶闸管阳极承受正向电压，控制极也加正向电压时，晶体管V2处于正向偏置，EG产生的控制极电流IG就是V2的基极电流IB2，V2的集电极电流IC2=β2*IG。而IC2又是晶体管V1的基极电流IB1，V1的集电极电流IC1=β1*IG↑→IB2↑→IC2(IB1)在晶闸管导通之后，它的导通状态完全依靠管子本身的正反馈作用来维持，此时IB2=IC1+IG，而IC1》晶闸管的工作特点就是：晶闸管电路由两部分组成，一是阳一阴极电路，二是门⑵反向特性晶闸管的反向特性是指晶闸管的反向阳极电压与阳极漏电流的伏安特性。晶闸管的反向特性与一般二极管的反向特性相似。当晶闸管承受反向阳极电压时，晶闸管总是处于阻断状态。当反向电压增加到一定数值时，反向漏电流增加较快。再继续增大反向阳极电压，会导致晶闸管反向击穿，造成晶闸管的损坏。2晶闸管的开关特性晶闸管的开关特性曲线如图4所示。晶闸管的开通不是瞬间完成的，开通时阳极与阴极两端的电压有一个下降过程，而阳极电流的上升也需要有一个过程，这个过程可分为三段。第一段延迟时间td，对应阳极电流上升到10%IA所需时间，此时J2结仍为反偏，晶闸管的电流不大。第二段为上升时间tr，对应着阳极电流由10%IA上升到90%I与上升时间trt晶闸管的关断过程也如图4所示。电源电压反向后，从正向电流降为零起到能重新施加正向电压为止的时间定义为器件的关断时间toff。通常定义器件的关断时间toff等于反向阻断恢复时间trrt图4晶闸管的开关特性曲线晶闸管基本参数3、维持电流IH维持电流是指晶闸管维持导通所必需的最小电流，一般为几十到几百毫安。维持电流与结温有关，结温越高，维持电流越小，晶闸管越难关断。4、掣住电流IL晶

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