可控硅工作原理及应用.ppt

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1、电子技术第十章晶闸管及其应用模拟电路部分1第十章晶闸管及其应用§10.1工作原理§10.2特性与参数§10.3可控整流电路§10.4触发电路§10.5单结管触发的可控整流电路§10.6晶闸管的其它应用§10.7晶闸管的保护及其它类型2别名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。应用领域：整流（交流直

2、流）逆变（直流交流）变频（交流交流）斩波（直流直流）此外还可作无触点开关等。晶闸管（Thyristor）3§10.1工作原理10.1.1结构A（阳极）P1P2N1三个PN结N2四层半导体K（阴极）G（控制极）4符号AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK10.1.2工作原理示意图5APPNNNPGKigßigßßigKAGT1T2等效为由二个三极管组成61.UAK>0、UGK>0时T1导通ig=ib1ic1=ig=ib2ic2=ßib2=ig=ib1T2导通形成正反馈晶闸管迅速导通T1

3、进一步导通igßigßßigKAGT1T22.晶闸管导通后，去掉UGK依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态。7(1)晶闸管开始工作时，UAK加反向电压，或不加触发信号（即UGK=0）。3.晶闸管截止的条件：(2)晶闸管正向导通后，令其截止的方法：igßigßßigKAGT1T2减小UAK，使晶闸管中电流小于某一值IH。加大回路电阻，使晶闸管中电流小于某一值IH时，正反馈效应不能维持。IH：最小维持电流8（1）晶闸管具有单向导电性。若使其关断，必须降低UAK或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。正向导

4、通条件：A、K间加正向电压，G、K间加触发信号。晶闸管的工作原理小结（2）晶闸管一旦导通，控制极失去作用。9§10.2特性与参数10.2.1特性UIURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1>>正向反向U--阳极、阴极间的电压I--阳极电流URSM反向击穿电压导通后管压降约1V额定正向平均电流维持电流UDSM正向转折电压10正向特性：在阳极和阴极间加正向电压。UDSM：断态不重复峰值电压，又称正向转折电压。随UAK的加大，阳极电流逐渐增加。当U=UDSM时，PN结N1P2反向极击

5、穿，晶闸管自动导通。正常工作时，UAK应小于UDSM。AP1P2N1N2KG若在G和K间加正向电压：UGK越大，则UDSM越小。控制极开路时：PN结P1N1、P2N2正向偏置，N1P2反向偏置，晶闸管截止。UGK足够大时，正向特性与二极管的正向特性类似。11随反向电压的增加，反向漏电流稍有增加，当U=URSM时，反向极击穿。正常工作时，反向电压必须小于URSM。AP1P2N1N2KG反向特性：在阳极和阴极间加反向电压。这时PN结P1N1、P2N2反向偏置，N1P2正向偏置，晶闸管截止。URSM：反向不重

6、复峰值电压。121.UDRM：断态重复峰值电压晶闸管耐压值。一般取UDRM=80%UDSM。普通晶闸管UDRM为100V---3000V10.2.2主要参数UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRM13控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反向重复电压。一般取URRM=80%URSM。普通晶闸管URRM为100V--3000V）2.URRM：反向重复峰值电压UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRMURRM14ITAV含义it2IT

7、AV3.ITAV：通态平均电流环境温度为40。C时,在电阻性负载、单相工频正弦半波、导电角不小于170o的电路中，晶闸管允许的最大通态平均电流。普通晶闸管ITAV为1A---1000A。）15额定通态平均电流即正向平均电流。通用系列为：1、5、10、20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRMURRM164.UTAV：通态平均电压6.UG、IG：控制极触发电压和电流管压降。在规

8、定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、阴两极间的电压平均值。一般为1V左右。5.IH：最小维持电流在室温下，控制极开路、晶闸管被触发导通后，维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十到一百多毫安。在室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压、电流。一般UG为1~5V，IG为几十到几百毫安。17晶闸管型号通态平均电压（UTAV）额定电压级别（UDRM）额定通态平均电流（ITAV）晶闸管类型P---普通晶闸管