晶闸管及其触发电路简介.ppt

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1、电力电子技术华南师范大学主讲：陈厚福电力二极管1晶闸管2双向晶闸管及其他派生晶闸管3第一章电力二极管和晶闸管概念晶闸管就是硅晶体闸流管，普通晶闸管也称为可控硅（SCR），普通晶闸管是一种具有开关作用的大功率半导体器件。晶闸管的结构晶闸管具有四层PNPN结构，引出阳极A、阴极K和门极G三个联接端。晶闸管的常见封装外形有塑封型、螺栓型、平板型。晶闸管对于螺栓型封装的晶闸管，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便；平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。G小电流塑封式小电流螺栓式大电流螺栓式大电流平板式图形符号晶闸管冷却方式：自然冷却（散热片）、风冷（风扇）、水冷。自冷

2、式风冷式水冷式晶闸管SCR导通条件：UAK>0同时UGK>0综上所述由导通→关断的条件：使流过SCR的电流降低至维持电流以下。晶闸管相同点与普通晶闸管(SCR)的相同点：PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和极。1.结构AKGAGKIAIC1IC2P1N1P2N1P2N2α1α2IK门极关断（GTO）晶闸管P1N1P2N2AKG不同点和普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集成器件，内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极在器件内部分别并联在一起。门极关断晶闸管（GateTurnOffthyristor）2.导通关断条件导通与晶闸管相同，A

3、K正偏，GK正偏。AKGEAEGAGKRIAIC1IC2P1N1P2N1P2N2α1α2IGIK导通过程等效电路门极关断（GTO）晶闸管2.导通关断条件关断门极加负脉冲电流。AKGGN1P2N2EAEGAKRIAIC1IC2P1N1P2α1α2－IGIKS关断过程等效电路P1N1P2N2AKG门极关断（GTO）晶闸管电力场效应晶体管（PowerMOSFET）电力MOSFET的结构和电气图形符号a)内部结构断面示意图b)电气图形符号G栅极D漏极S源极1、结构2、导通关断条件漏源极导通条件在栅源极间加正电压UGS漏源极关断条件栅源极间电压UGS为零N沟道GSD电力场效应晶体管（Po

4、werMOSFET）绝缘栅双极晶体管（IGBT）绝缘栅双极型晶体管简称为IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）,是80年代中期发展起来的一种新型复合器件。IGBT综合了MOSFET和GTR的输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点。成为当前电力半导体器件的发展方向。结构复合结构（=MOSFET+GTR）栅极集电极发射极绝缘栅双极晶体管（IGBT）导通关断条件驱动原理与电力MOSFET基本相同，属于场控器件，通断由栅射极电压uGE决定。EGC绝缘栅双极晶体管（IGBT）导通条件：在栅射极间加正电压UGE。UGE大于开启电压

5、UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。EGC导通关断条件绝缘栅双极晶体管（IGBT）关断条件：栅射极反压或无信号。栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。导通关断条件EGC绝缘栅双极晶体管（IGBT）双向晶闸管及其他派生晶闸管双向晶闸管的外形与结构双向晶闸管的外形与普通晶闸管类似，有塑封式、螺栓式和平板式。平板式螺栓式内部结构是一种NPNPN五层结构引出三个端线的器件。相当于两个门极接在一起的普通晶闸管反并联。T2T1GGT1T2G双向晶闸管的外形与结构双向晶闸管及其他派生晶闸管第五章

6、晶闸管的触发电路单结晶体管触发电路1同步电压为锯齿波的触发电路2集成触发电路及数字触发电路3触发电路与主电路电压的同步4触发电路在晶闸管可控整流电路中，当晶闸管承受正向电压时，必须在门极和阴极之间加适当的正向电压晶闸管才能导通；通过控制触发角α的大小可控制输出电压大小。这种控制晶闸管导通和控制触发角α大小的电路称为触发电路。第五章晶闸管的触发电路对于触发电路通常有如下要求：触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率触发脉冲必须与晶闸管的主电压保持同步触发脉冲能满足主电路移相范围的要求触发脉冲要具有一定的宽度，前沿要陡第五章晶闸管的触发电路…常见的触发脉冲电压波形正弦波尖脉冲方脉冲强触

7、发脉冲脉冲序列第五章晶闸管的触发电路uGωtαuGωtαuGωtα1～3KHz700～900uGωtαuGωt第一节单结晶体管触发电路一、单结晶体管单结晶体管的结构、图形符号及等效电路如下图所示。b2b1N型硅P型硅发射极第二基极第一基极欧姆接触电阻PN结结构示意外形等效电路b2b1eRb2Rb1VD图形符号b2b1eb2b1eieUbbUeU截止区Ue＜UA：PN结反偏置，只有很小的反向漏电流Ue=UA：Ie＝０，特性曲线与纵坐标交于B点Ue上升：单结晶体管导通，Ue＝UD＋ηUbb，Ue