晶闸管及其工作原理课件.ppt

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1、模块一调光灯1.1.1晶闸管及其工作原理1.1.2晶闸管的特性与主要参数1.1.3晶闸管的派生器件返回项目一认识晶闸管和单结晶体管1.1、晶闸管晶闸管(Thyristor)包括：普通晶闸管(SCR)、快速晶闸管(FST)、双向晶闸管(TRIAC)、逆导晶闸管(RCT)、可关断晶闸管(GTO)和光控晶闸管等。普通晶闸管：也称可控硅整流管(SiliconControlledRectifier),简称SCR。由于它电流容量大,电压耐量高以及开通的可控性(目前生产水平：4500A/8000V)已被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域,成为特大功率低频(200Hz以下)装置中的主要器件

2、。1.1.1晶闸管及其工作原理图1.1.1晶闸管的外型及符号1、晶闸管的结构：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3.晶闸管的主要特性参数1）正向重复峰值电压UDRM:2）反向重复峰值电压URRM:3）晶闸管铭牌标注的额定电压通常取UDRM与URRM中的最小值,选用时，额定电压要留有一定裕量,一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2～3倍。（1）晶闸管的重复峰值电压─额定电压Ute（2）晶闸管的额定通态平均电流─额定电流IT(AV)在选用晶闸管额定电流时，根据实际最大的电流计算后至少还要乘以1.5～2的安全系数，使其有一定的电流裕量。1）定义：在环境温度为4

3、0℃和规定的冷却条件下,晶闸管在电阻性负载导通角不小于170°的单相工频正弦半波电路中,当结温稳定且不超过额定结温时所允许的最大通态平均电流。（3）门极触发电流IGT和门极触发电压UGT在室温下，晶闸管加6V正向阳极电压时，使元件完全导通所必须的最小门极电流，称为门极触发电流IGT。对应于门极触发电流的门极电压称为门极触发电压UGT。（4）通态平均电压UT(AV)在规定环境温度、标准散热条件下，元件通以正弦半波额定电流时，阳极与阴极间电压降的平均值，称通态平均电压(又称管压降)（5）维持电流ＩＨ和掣住电流ＩL1）维持电流ＩＨ：在室温下门极断开时，元件从较大的通态电流降至刚好能保持导通的最小

4、阳极电流为维持电流ＩH。2）掣住电流ＩL：给晶闸管门极加上触发电压，当元件刚从阻断状态转为导通状态就撤除触发电压，此时元件维持导通所需要的最小阳极电流称掣住电流ＩL。返回1.3.3晶闸管的派生器件可允许开关频率在400HZ以上工作的晶闸管称为快速晶闸管(FastSwitchingThyristor，简称FST)，开关频率在10KHZ以上的称为高频晶闸管。快速晶闸管为了提高开关速度，其硅片厚度做得比普通晶闸管薄，因此承受正反向阻断重复峰值电压较低，一般在2000V以下。1.快速晶闸管(FastSwitchingThyristor—FST有两个主电极T1和T2，一个门极G。正反两方向均可触发导

5、通，所以双向晶闸管在第Ｉ和第III象限有对称的伏安特性。图1.3.6双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性2.双向晶闸管(TRIAC)3.逆导晶闸管(RCT)4.光控晶闸管(LTT)1)又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。2）光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可避免电磁干扰的影响，因此目前在高压大功率的场合，如高压直流输电和高压核聚变装置中，占据重要的地位。将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。返回1.4可关断晶闸管可关断晶闸管(Gate-Turn-OffThyristor)简称GTO。它具有普通晶闸管的全部优点，如

6、耐压高，电流大等。同时它又是全控型器件，即在门极正脉冲电流触发下导通，在负脉冲电流触发下关断。PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极图1.4.1GTO的内部结构和电气图形符号(a)各单元的阴极、门极间隔排列的图形(b)并联单元结构断面示意图(c)电气图形符号1、可关断晶闸管的结构2、可关断晶闸管的工作原理1）GTO的导通机理与SCR是相同的。2）在关断机理上与SCR是不同的。门极加负脉冲即从门极抽出电流(即抽取饱和导通时储存的大量载流子)，强烈正反馈使器件退出饱和而关断。3、可关断晶闸管的应用GTO主要用于直流变换和逆变等需要元件强迫关断的地方，电压、电流容量较大，与普通晶闸管接

7、近，达到兆瓦级的数量级。不少GTO都制造成逆导型，类似于逆导晶闸管，需承受反压时应和电力二极管串联。用门极正脉冲可使GTO开通，用门极负脉冲可以使其关断，这是GTO最大的优点。但要使GTO关断的门极反向电流比较大，约为阳极电流的１/５左右。GTO有能承受反压和不能承受反压两种类型，在使用时要特别注意。1.4.2可关断晶闸管的特性图1.4.2可关断晶闸管的开关特性返回1.5、电力晶体管电力晶体管（GiantTransist