数电06晶闸管及其应用.ppt

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1、第九章晶闸管及其应用晶闸管是一种大功率的半导体器件，主要用于整流（将交流电转换为直流电）、逆变（将直流电转换为交流电）、调压、开关等四个方面。晶闸管的出现不仅使半导体器件从弱电领域进入了强电领域，而且用晶闸管构成的电能转换或控制设备，具有体积小、重量轻、效率高、无噪声、使用寿命长等许多优点。§1晶闸管1基本结构P1N1P2N2J1J3J2阳极A阴极K控制极GAKGJ1、J2、J3为三个PN结表示符号2工作原理P1N1P2N2J1J3J2AKGAKGP1N1P2N2P2N1AKGT1T2P1N1P2N2J1J3J2AKG当G端未加电压时，A、K之间无论加正向电压或反向电压，其

2、中三个PN结至少有一个处于反向偏置，所以晶闸管不会导通，相当于一个开关的断开状态，称为阻断。晶闸管区别于二极管就是其具有正、反向阻断能力，而二极管只具有反向阻断能力。若G、K之间和A、K之间都加正向电压，晶闸管就由阻断变为导通，相当于一个开关的闭合状态。IG放大2IG12IG放大再放大由于正反馈，T1、T2迅速进入饱和导通状态，晶闸管导通。AKGT1T2IG2IG12IGEARAEGIAIK晶闸管导通之后，流入T2管的基极电流远比最初的控制极电流IG大得多。这时即使断开G、K之间电压，也不会影响晶闸管的导通状态。所以晶闸管一旦导通，其控制极便失去控制作用。AKG

3、T1T2IG2IG12IGEARAEGIAIK晶闸管导通之后要使晶闸管由导通变为阻断，只要断开G、K之间电压，同时降低A、K之间正向电压或使正向电压变为反向电压。AKGT1T2IG2IG12IGEARAEGIAIKP1N1P2N2J1J3J2AKG注意：如果A、K之间正向电压过高，即使G、K之间无加正向电压，晶闸管也可能导通，造成误动作。如果A、K之间反向电压过高，超过一定数值，会使管子反向击穿，造成永久性破坏。3伏安特性AKGT1T2IAIG正向转折电压IFIHACIG1IG2UBOUFRMOURRMUBRU+--+BIAUAKIG=0反向击穿电压OA段：I

4、G=0时，晶闸管正向阻断，只有很小的正向漏电流。当UAK=UBO时，晶闸管正向击穿，工作点迅速由A点到B点再到C点。这时有可能造成永久性击穿，应避免发生。IG0时，IG越大，晶闸管由阻断转为导通的转折电压越小。AKGT1T2IAIGIFIHACIG1IG2UBOUFRMOURRMUBRU+--+BIAUAKIG=0BC段：晶闸管正向导通后，工作于BC段，和普通二极管的正向特性相同。其管压降很小，只有1V左右。晶闸管加反向电压时，若反向电压小于UBR时，反向阻断，只有很小的反向漏电流；当反向电压大于UBR时，则反向击穿。AKGT1T2IAIGIFIHACIG1IG2UBO

5、UFRMOURRMUBRU+--+BIAUAKIG=04主要参数IF—正向平均电流在环境温度不大于40°C及标准散热条件下，晶闸管处于全导通时可以连续通过的最大工频正弦半波电流的平均值。IH—维持电流控制极断开时，维持晶闸管继续导通的最小电流。当正向电流小于维持电流时，晶闸管自行关断。IFIHACIG1IG2UBOUFRMOURRMUBRU+--+BIAUAKIG=0UFRM—正向重复峰值电压控制极断开且正向阻断的情况下，可以重复加在晶闸管上的正向峰值电压，为UBO的80%。URRM—反向重复峰值电压控制极开路时，可以重复加在晶闸管上的反向峰值电压，为UBR的80%。I

6、FIHACIG1IG2UBOUFRMOURRMUBRU+--+BIAUAKIG=0§2单相半控桥式整流电路可控整流电路都由主电路和触发电路两部分组成，其作用是将交流电变换为电压值可调的直流电。触发电路+u-~T1T2D1D2RLuoioabuG主电路当u为正半周时：a点电位高于b点电位，T1、D2承受正向电压。如果对T1加一正向触发脉冲使其导通，电流的通路为触发电路+u-~T1T2D1D2RLuoioabuG主电路触发电路+u-~T1T2D1D2RLuoioabuG主电路当u为负半周时：b点电位高于a点电位，T2、D1承受正向电压。如果对T2加一正向触发脉冲使其导通，电流

7、的通路为触发电路+u-~T1T2D1D2RLuoioabuG主电路单相半控桥式整流电路的输入输出电压波形——控制角——导通角t1t2t3t4tuuGuottt1t2t3t4tuuGuottuo的平均值io的平均值改变的大小，即可改变Uo、Io的大小触发电路+u-~T1T2D1D2RLuoioabuG主电路流经晶闸管和二极管的电流平均值晶闸管和二极管承受的最高反向电压为§3单结晶体管触发电路要使晶闸管导通，除了在阳极与阴极之间加正向电压，还要在控制极与阴极之间加触发脉冲，产生