可控硅基础知识.doc

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1、可控硅基础知识 可控硅实际上就是类似于二极管，但又点不同，就是可控硅是可以控制的，当可控硅加了正向电压，并收到触发脉冲时，才可以导通。下面给你我整理的资料：第二章晶闸管特性介绍晶闸管是实现整流回馈单元的核心器件，故用一章专门来陈述其特性。硅晶体闸流管简称晶闸管，俗称可控硅。它是一种大功率的交流新器件，主要用于大功率的交流电能与直流电能之间的相互转换----将交流电转变为直流电，其输出的直流电具有可控性；将直流电转变为交流电，称为逆变。2.1晶闸管的结构及符号   晶闸管主要有：普通型、双向型、可关断型。在晶闸管的整流技术中使用的主要是普通型。   普通型晶闸管的结构及符号如下图所

2、示。晶闸管有三个极：阳极A、阴极K、门极G。图中A为阳极，利用它与散热器固定，达到良好散热的目的，另一端是阴极K，细引线为门极G。2.2晶闸管的工作原理        （a）结构                                     （b）工作原理图2-2晶闸管工作原理不论哪种结构形式的晶闸管，管芯都是有四层（PNPN）半导体和三端（A、G、K）引线构成。因此它有三个PN结，由最外层的P层和N层分别引出阳极和阴极，中间P层引出门极，如上图(a）所示。可以将三个PN结和4层半导体看成是由PNP型和NPN型两个三极管连接而成的，如上图(b）所示，则每个三极管的基极跟

3、另一个三极管的集电极相连接，阳极A相当于V1管的发射极，阴极K相当于V2管的发射极，门极相当于V2管的基极。那么，普通型晶闸管不仅具有硅整流二极管所具有的正向导通，反向截止相似的特性，更重要的是它的正向导通是可以控制的，起这种控制作用的就是门极。2.2.1门极不加正向电压当晶闸管加上正向电压UA（即阳极接电源正极，阴极接电源负极）时，因为UG=0，虽然V2管集电极上有正向电压，但V2管的基极没有注入电流，所以V2管不能够导通，所以V2管的集电极跟发射极没有电流，即IA=0，而V2管的集电极恰好是V1管的基极，因而V1管无法导通，所以整个晶闸管不能正向导通。当晶闸管加上反向电压的时

4、候，此时V1、V2管的发射极均被加了反向电压，处于反向偏置状态，两个管均截止，晶闸管也处于关断状态。经过上面的分析可以得出以下结论：晶闸管不仅具有反向阻断能力（跟硅整流二极管类似），而且具有正向阻断能力，也就是说，只要不加门极电压，不管晶闸管收到正向电压还是反向电压，晶闸管都将处于截止状态。2.2.2门极加正向电压   当晶闸管加正向电压时，V1、V2管的集电极都处于反向偏置状态。此时给门极加上正向电压，就相当于给V2管的发射极加正向偏置电压，那么V2管导通，同时产生了基极电流IB2，根据放大的关系，V2集电极的电流为β2IB2，而这个电流恰恰是V1管的基极电流IB1（=β2IB

5、2），V管也因此正向导通，其集电极电流为IC1= β1IB1，这股电流又作为V2的基极电流注入V2管使电流进一步得到放大，这样，电流便在两个三极管间形成了强烈的正反馈，使得V1、V2管最终都进入饱和状态，此时，晶闸管便完全导通。2.2.3晶闸管导通后的截止   晶闸管导通后，可以看到，V1、V2管的基极始终有电流流过，而此时，即便门极电压取消，晶闸管仍然处于导通状态，此时晶闸管已经失去控制作用，也就是说，门极电压的控制作用仅仅是在晶闸管未完全导通之前。   那么，晶闸管导通之后，如何使其关断呢？一是可以减小阳极电流，使其小到不能维持正反馈。二是给晶闸管加一个零电压或反向电压，使得

6、V1、V2管都处于反向截止状态，此时即便存在门极电压，晶闸管也会关断。   综合上面的分析，可以得出以下结论：（1）晶闸管具有跟硅整流二极管相似的特性，反向截止，正向导通，而且正向是可以控制的导通，可以通过门极电压来选择晶闸管导通的时刻。（2）晶闸管完全导通后，门极便失去其控制作用。如果想让完全导通的晶闸管关断，必须做到两点：一是使阳极电流减小到无法维持正反馈的地步，二是给阳极加一个零电压或者反向电压。2.3晶闸管的触发电路要想使晶闸管触发导通，必须给门极加一个正向的触发电压，等晶闸管完全导通后，此电压可有可无，因此可以在恰当的时刻给门极一个触发脉冲。   常用的触发电路是单结型

7、晶体管电路，又叫双基极二极管，它有一个发射极，两个基极。制作过程就是在一块高阻率的N型硅基片上做两个接触电阻很小的极。图2-3单结晶体管的结构、符号及等效电路单结晶体管的电压电流特性：在Vbb电压一定的时候，用发射极电流ie跟发射极与第一基极之间的电压Ueb1来表示。Ueb1=[Rb1/（Rb1+Rb2）]Vbb=ηVbbη称为单结晶体管的分压系数，由管子的内部结构所决定，通常在0.3-0.9之间。单结晶体管具有以下特点：（1）当发射极电压等于Vp时，晶体管道通，当下降到Vv时，