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时间:2020-05-11
《晶闸管的结及性能特点.doc》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、晶闸管的结构及性能特点(一)普通晶闸管 普通晶闸管(SCR)是由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件,三个引出端分另为阳极A、阴极K和门极G、图8-4是其电路图形符号。 普通晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能,其内部可以等效为由一只PNP晶闸管和一只NPN晶闸管组成的组合管,如图8-5所示。 当晶闸管反向连接(即A极接电源负端,K极接电源正端)时,无论门极G所加电压是什么极性,晶闸管均处于阻断状态。当晶闸管正向连接(即A极接电源正端,K极接电源负端)时,若门极G所加触发电压为负时,则晶闸管也不导通,只
2、有其门极G加上适当的正向触发电压时,晶闸管才能由阻断状态变为导通状态。此时,晶闸管阳极A极与阴极K极之间呈低阻导通状态,A、K极之间压降约为1V。普通晶闸管受触发导通后,其门极G即使失去触发电压,只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压,晶闸管将维持低阻导通状态。只有把阳极A电压撤除或阳极A、阴极K之间电压极性发生改变(如交流过零)时,普通晶闸管才由低阻导通状态转换为高阻阻断状态。普通晶闸管一旦阻断,即使其阳极A与阴极K之间又重新加上正向电压,仍需在门极G和阴极K之间重新加上正向触发电压后方可导通。普通晶闸管的导通与阻断状态相当
3、于开关的闭合和断开状态,用它可以制成无触点电子开关,去控制直流电源电路。(二)双向晶闸管 双向晶闸管(TRIAC)是由NPNPN五层半导体材料构成的,相当于两只普通晶闸管反相并联,它也有三个电极,分别是主电极T1、主电极T2和门极G。图8-6是双向晶闸管的结构和等效电路,图8-7是其电路图形符号。 双向晶闸管可以双向导通,即门极加上正或负的触发电压,均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。图8-8是其触发状态。 当门极G和主电极T2相对于主电极T1的电压为正(VT2>VT1、VG>VT1)或门极G和主电极T1相对于
4、主电极T2的电压为负(VT1<VT2、VG<VT2)时,晶闸管的导通方向为T2→T1此时T2为阳极,T1为阴极。当门极G和主电极T1相对于主电极T2为正(VT1>VT2、VG>VT2)或门极G和主电极T2相对于主电极T1为负(VT2<VT1、VG<VT1)时,则晶闸管的导通方向为T1→T2,此时T1为阳极,T2为阴极。双向晶闸管的主电极T1与主电极T2间,无论所加电压极性是正向还是反向,只要门极G和主电极T1(或T2)间加有正、负极性不同的触发电压,满足其必须的触发电流,晶闸管即可触发导通呈低阻状态。此时,主电极T1、T2间
5、压降约为1V左右。 双向晶闸管一旦导通,即使失去触发电压,也能继续维持导通状态。当主电极T1、T2电流减小至维持电流以下或T1、T2间电压改变极性,且无触发电压时,双向晶闸管阻断,只有重新施加触发电压,才能再次导通。(三)门极关断晶闸管门极关断晶闸管(GTO)(以P型门极为例)是由PNPN四层半导体材料构成,其三个电极分别为阳极A、阴极K和门极G,图8-9是其结构及电路图形符号。 门极关断晶闸管也具有单向导电特性,即当其阳极A、阴极K两端为正向电压,在门极G上加正的触发电压时,晶闸管将导通,导通方向A→K。 在门
6、极关断晶闸管导通状态,若在其门极G上加一个适当有负电压,则能使导通的晶闸管关断(普通晶闸管在靠门极正电压触发之后,撤掉触发电压也能维持导通,只有切断电源使正向电流低于维持电流或加上反向电压,才能使其关断)。 (四)光控晶闸管 光控晶闸管(LAT)俗称光控硅,内部由PNPN四层半导体材料构成,可等效为由两只晶体管和一只电容、一只光敏二极管组成的电路。如图8-10所示。 由于光控晶闸管的控制信号来自光的照射,故其只有阳极A和阴极K两个引出电级,门极为受光窗口(小功率晶闸管)或光导纤维、光缆等。 当在光控晶闸管
7、的阳极A加上正向电压、阴极K上加负电压时,再用足够强的光照射一下其受光窗口,晶闸管即可导通。晶闸管受光触发导通后,即使光源 消失也能维持导通,除百加在阳极A和阴极K之间的电压消失或极性改变,晶闸管才能关断。 光控晶闸管的触发光源有激光器、激光二极管和发光二极管等。 (五)逆导晶闸管 逆导晶闸管(RCT)俗称逆导可控硅,它在普通晶闸管的阳极A与阴极K间反向并联了一只二极管(制作于同一管芯中)如图8-11所示。 逆导晶闸管较普通晶闸管的工作频率高,关断时间短、误动作小,可广泛应用于超声波电路、电磁灶、开关电源、
8、电子镇流器、超导磁能储存系统等领域。(六)BTG晶闸管 BTG晶闸管也称程控单结晶体管PUT,是由PNPN四层半导体材料构成的三端逆阻型晶闸管,其电路图形符号,内部结构和等效电路见图8-12。 BTG晶闸管的参数可调,改变其外部偏置电阻的阻值,即可改变BTG晶闸管门极电压和工作电流。
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