电力电子课件第一章-晶闸管

《电力电子课件第一章-晶闸管》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电力电子技术—晶闸管南航电力电子课程组晶闸管·引言1956年美国贝尔实验室（BellLaboratories）发明了晶闸管。1957年美国通用电气公司（GeneralElectricCompany）开发出第一只晶闸管产品。1958年商业化(16A/300V)。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，开始被全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场合具有重要地位。晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流器（SiliconControlledRectifier

2、——SCR）晶闸管(Thyrister)功率等级:几KA/几KV新品种:快速,双向,可关断,光激发特点:体小,轻重,效率高,反应快,高压大容量,弱电控制强电(几十毫安控制几百几千安)应用:整流,逆变(尤其在大功率场合)，第一节晶闸管的结构和工作原理一．晶闸管的结构符号：阳极A，阴极K，门极G（控制极）第一节晶闸管的结构和工作原理螺栓形：螺栓—阳极A，粗引线–阴极K细引线---门极G特点：安装方便KAGGK第一节晶闸管的结构和工作原理平板形：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，容量大晶闸管的结构

3、与工作原理常用晶闸管的结构螺栓型晶闸管晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构一．晶闸管的结构晶闸管的内部管芯结构：基本材料:硅单晶体四层三端器件(P1N1P2N2）钼片：导电材料，用于减小/缓冲相邻两种材料的热膨胀系数的差别，以保证在各种温度下接触可靠KGAP1N1P2N2N2图1-6晶闸管的外形、结构和电气图形符号a)外形b)结构c)电气图形符号晶闸管的结构与工作原理晶闸管开关实验实验说明（P7）实验页面链接:二．晶闸管导通关断条件结论：1导通条件：UAK>0ANDUGK>0(iG>0适当值)关断条件：IA减小至维持电流以下

4、。UAK减小到零或加反压来达到一旦导通，门极失去控制，故可用脉冲信号晶闸管的工作特性！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。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。晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。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以下。晶闸管正常工作时的特性总结如下（P7)：只能控制导通，不能控制关断----半控三．晶闸管的工作原理从内部结构分析单向导通的工作原理四层三端器件（P1N1P2N2）三个PN结J1,J2,J3:UAK>0时，J1,J3正偏,J2反

5、偏（正向阻断状态）UAK<0时，J1,J3反偏,J2正偏（反向阻断状态）晶闸管内部管芯结构图双晶体管模型晶闸管的工作原理导通的正反馈过程：半控特性：一旦导通，UGK可有可无IgIb2Ic2(Ib1)Ic1正反馈！三极管知识回顾参考：模拟电子教材P36三极管电气符号三极管的三个电极：发射极、集电极、基极共基极电路共基极电流放大倍数：发射区注入电子传输到集电结所占的百分比是一定的，这个百分比用α表示，称为共基极电流放大系数：晶闸管的结构与工作原理(P8)式中1和2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益；ICBO1和ICB

6、O2分别是V1和V2的共基极漏电流，Ico为J2结的反向漏电流：图晶闸管的双晶体管模型及其工作原理a)双晶体管模型b)工作原理按晶体管的工作原理，得：（1-2）（1-1）（1-3）（1-4）（1-5）晶闸管的工作原理在低发射极电流下是很小的，而当发射极电流建立起来之后，迅速增大。晶闸管的结构与工作原理在低发射极电流下是很小的，而当发射极电流建立起来之后，迅速增大。阻断状态：IG=0，1+2很小。流过晶闸管的电流近似为J2结反向漏电流。开通状态：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致1+2趋近于1的话，I

7、A会急剧上升，晶闸管由正阻断状态转为正向导道状态，电流大小仅处决于外部主回路晶闸管的伏安特性第I象限的是正向特性第III象限的是反向特性图1-8晶闸管的伏安特性第二节晶闸管的特性和主要参数一、晶闸管的伏安特性（1）正向伏安特性IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。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。(雪崩击穿/非正常导通)正向导通雪崩击穿O+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM晶闸管的伏安特性IG2>IG1>IG第二节

8、晶闸管的特性和主要参数（1）正向伏安特性：Ig=0时：UBO---正向转折电压雪崩击穿导通Ig增大时：较小的UAK即可导通，导通压降小（在1V左右）导通后IA取决于外部电路IA