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1、1晶闸管(SCR)晶体闸流管简称晶闸管，也称为可控硅整流元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件。在性能上，晶闸管不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性，它只有导通和关断两种状态。晶闸管的优点很多,例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍;反应极快，在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪声;效率高，成木低等。因此，特别是在大功率UPS供电系统屮，晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路屮得到广泛的应用。晶闸管的弱点:静态及动态的过载能力较差，容易受干扰而误导通。晶
2、闸管从外形上分类主要有:螺栓形、平板形和平底形。2普通晶闸管的结构和工作原理晶闸管是PNPN四层三端器件，共有三个PN结。分析原理时,可以把它看作是由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1(a)所示，图1(b)为晶闸管的电路符号。图1品闸管等效图解图2.1晶闸管的工作过程晶闸管是四层三端器件，它有JI、J2、J3三个PN结，可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。每个晶体管的集电极电流同时
3、就是另一个晶体管的基极电流。因此是两个互相复合的晶体管屯路，当有足够的门极电流Tg流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通。设PNP管和NPN管的集电极电流分别为IC1和IC2,发射极电流相应为la和Ik,电流放大系数相应为al=ICl/Ia和a2=IC2/Ik,设流过J2结的反相漏电流为ICO,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：la二JLC1+IC2+IC0k+TCO若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为：Ik二Ia+Ig。因此，可以得出晶闸管阳极电流为：Z_，8+勺珀'_1-（心2）⑵硅PNP管和硅
4、NPN管相应的电流放人系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未接受电压的情况下，式（1）中Ig=0,（a1+a2）很小，故晶闸管的阳极电流Ia^ICO,uu闸管处于正向阻断状态；当晶闸管在正向门极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高放人系数a2,产生足够人的集电极电流TC2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数a1,产生更大的集电极电流IC1流经NPN管的发射结,这样强烈的正反馈过程迅速进行。当a1和a2随发射极电流增加而使得（a1+a
5、2）"1时,式⑴中的分母1-（a1+a2）^0,因此提高了晶闸管的阳极电流Iao这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定，晶闸管已处于正向导通状态。晶闸管导通后，式⑴屮1-（（11+a2）~0,即使此时门极电流Ig二0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流la而继续导通，门极己失去作用。在晶闸管导通后，如果不断地减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流b减小到维持电流TH以下时，由于al和（12迅速下降，晶闸管恢复到阻断状态。2.2晶闸管的工作条件由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条
6、件才能转化，此条件见表lo表1晶闸管导通和关断条件衰I品闸管导逋和关断条件从关斷対寻通维持甘通从导通到关斷（£阳根电位高于例极电位；（2）控制楼和足畔的正向电压和里理⑴阳极电位為于网楼电位；⑵阳极电淹大于维持电漁仃）阳极电位低于附楼电位；（2）阳慢电流小于•：:捡W亡⑴晶闸管承受反向阳极电压时，无论门极承受何种电压，品闸管都处于关断状态。⑵晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。(3)晶闸管在导通悄况卜；只要有一定的正向阳极电压，无论门极屯压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。(4)晶
7、闸管在导通情况下，当主冋路电压(或电流)减小到接近于零时，晶闸管关断。3晶闸管的伏安特性和主要参数3.1晶闸管的伏安特性晶闸管阳极A与阴极KZ间的电压与晶闸管阳极电流Z间关系称为晶闸管伏安特性,如图2所所示。正向特性位于第一象限，反向特性位于第三象限。«/hUg(/RUM•iC—1rOLC/muR图2晶闸管伏安特性参数示意图(1)反向特性当门极G开路，阳极加上反向电压时(见图3),J2结正偏，但JI、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流,当电压进一步提高到J1结的雪丿册击穿电压后，同时J3结也击穿，电流迅速增加，如图2的特
8、性曲线OR段开始弯曲，弯曲处的电压URO称为“反向转折电压”。此后，品闸管会发生永久性反向击穿。G?GJIJ2J3JIJ2J3图4阳极加正图3阳极加反向电压向电压(2)正向特性当门极G开路，阳极A加上正向电压时(见图4),JI、J3结正偏，但J2结反偏，这与普通
