《电工电子技术》课件-晶闸管

晶闸管主要内容晶闸管的结构晶闸管的工作原理

晶闸管的参数晶闸管的特性晶闸管

晶闸管，全称晶体闸流管。

自发明以来，它从普通晶闸管发展到快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管及光激发晶闸管等，现在已能生产数千安培、数千伏的大功率晶闸管。晶闸管

作为可以控制的大功率器件，晶闸管只需用几十至几百毫安的电流，就能控制几百至几千安培的电流，实现了弱电对强电的控制。

晶闸管广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种大功率电能转换场合。内部管芯结构电气符号四层半导体结构图1晶闸管的内部管芯结构图与电气符号晶闸管的基本结构晶闸管工作原理(a)双晶体管模型图2晶闸管双晶体模型与等效电路晶闸管工作原理(b)等效电路图图2晶闸管双晶体模型与等效电路晶闸管工作原理正反馈过程：①

Ig

流入NPN

管T2

的基极，T2

导通后，其放大后的集电极电流Ic2流出PNP

管T1

的基极，T1导通。②T1放大后的集电极电流Ic1

有作为基极电流流入T2的基极。导通条件：晶闸管导通和关断的条件①

晶闸管的阳极、阴极间必须施加正向阳极电压；②

晶闸管的门极、阴极间必须施加适当的正向门极电压和电流。关断条件：IA

减小到维持电流以下。晶闸管导通和关断的条件

晶闸管承受正向阳极电压时，给门极施加正向脉冲，晶闸管从阻断变为导通的过程称为触发导通。晶闸管的伏安特性是指晶闸管阳极、阴极间的电压uAK

（简称阳极电压）与阳极电流IA

之间的关系。晶闸管稳态特性——伏安特性图3晶闸管的伏安特性当

Ig

=

0

时，晶闸管只有很小漏电流，处于正向阻断状态。当uAK

不断增加，达到正向转折电压UBO

时，

IA

急剧增大，造成晶闸管雪崩击穿导通。晶闸管稳态特性——伏安特性图3晶闸管的伏安特性Ig

不为零时，随着Ig

的增大，正向转折电压下降，导通后管压降很小，IA

的大小取决于外加电压和负载。晶闸管稳态特性——伏安特性图3晶闸管的伏安特性减小阳极电压uAK，IA也不断减小，直到小于维持电流IH

后，晶闸管会关断。晶闸管稳态特性——伏安特性123当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极是否加上触发信号，晶闸管总是处于反向阻断状态，只流过很小的反向漏电流。反向电压增加，反向漏电流也逐渐增大。反向电压增加到反向转折电压UBR时，晶闸管反向击穿，反向漏电流将急剧增长而导致晶闸管损坏。正向重复峰值电压

UDRM

晶闸管在门极开路及额定结温下，允许每秒

50

次、每次持续时间不大于

10ms

且重复施加于晶闸管上的正向断态最大脉冲电压。反向重复峰值电压

URRM晶闸管门极开路及额定结温下，允许每秒

50

次、每次持续时间不大于

10ms

且重复施加于晶闸管上的反向最大脉冲电压。规定反向重复峰值电压

URRM

为反向不重复峰值电压

URSM

的

80

%

。晶闸管的电压参数额定电压UT

将正向重复峰值电压UDRM和反向重复峰值电压

URRM

中的较小值取整后作为晶闸管的额定电压值。选用时，一般取额定电压为晶闸管电压应力的1.5倍。晶闸管的电压参数将该电流按晶闸管标准电流系列取整数值，称为该晶闸管的通态平均电流，即额定电流。晶闸管的电流参数通态平均电流IT

在环境温度为小于40

℃和规定的冷却条件下，晶闸管在额定结温时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。电流参数维持电流

IH晶闸管被触发导通以后，在室温和门极开路条件下，减小阳极电流，使晶闸管维持通态所必