晶闸管(thyristor)晶体闸流管

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1、第五章晶闸管及其整流电路（补充内容）晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流器（SiliconControlledRectifier——SCR）1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品1958年商业化开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代，使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域。20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代一、晶闸管的基本结构KGA(b)符号(a)外形晶闸管的外形及符号PN结及其导电原理N型半导体-------------P型半导体-

2、---------++++++------PN结(耗尽层）-------------+--------------+-+++++---+++++-------G控制极K阴极阳极AP1P2N1N2四层半导体三个PN结晶闸管的结构晶闸管是具有三个PN结的四层结构,如图。P1P2N1N2KGA晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合KAT2T1+_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGP1P2N1N2N1P2AGKT1T2三、工作原理A在极短时间内使两个三极管均饱和导通，此过程称触发导通。形成正反馈过程KGEA>0、

3、EG>0EGEA+_R晶闸管导通后，去掉EG，依靠正反馈，仍可维持导通状态。GEA>0、EG>0KEA+_RT1T2EGA形成正反馈过程晶闸管导通的条件晶闸管正常导通的条件：1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压，UAK>02）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流，UGK>0晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。.维持晶闸管导通的条件：保持流过晶闸管的阳极电流在其维持电流以上晶闸管关断的条件晶闸管的关断只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采用：阳极电压反向减

4、小阳极电压增大回路阻抗正向特性反向特性URRMUFRMIG2>IG1>IG0UBRIFUBO正向转折电压IHoUIIG0IG1IG2+_+_反向转折电压正向平均电流维持电流U四、伏安特性（静特性）正向特性IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，正向阻断状态。正向电压超过正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。晶闸管本身的压降很小，在1V左右。晶闸管的伏安特性(IG2>IG1>IG)晶闸管的伏安特性2)反向特性施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向

5、特性。反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。当反向电压达到反向击穿电压后，可能导致晶闸管发热损坏。五.动特性晶闸管的开通和关断过程波形1)开通过程延迟时间td(0.5-1.5s)上升时间tr(0.5-3s)开通时间tgt以上两者之和，tgt=td+tr晶闸管的开通和关断过程波形2)关断过程反向阻断恢复时间trr正向阻断恢复时间tgr关断时间tq以上两者之和tq=trr+tgr普通晶闸管的关断时间约几百微秒。六、主要参数UFRM:正向重复峰值电压（晶闸管耐压值）晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,允许重复加在晶

6、闸管两端的正向峰值电压。一般取UFRM=80%UB0。普通晶闸管UFRM为100V-3000V反向重复峰值电压控制极开路时,允许重复作用在晶闸管元件上的反向峰值电压。一般取URRM=80%UBR普通晶闸管URRM为100V-3000VURRM：额定正向平均电流环境温度为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工频正弦半波电流的平均值。IF：IFt2如果正弦半波电流的最大值为Im,则普通晶闸管IF为1A—1000A。UF:通态平均电压（管压降）在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、

7、阴极间的电压平均值。一般为1V左右。IH:维持电流在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导通状态所必须的最小电流。一般IH为几十~一百多毫安。UG、IG：控制极触发电压和电流室温下，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到5V，IG为几十到几百毫安。动态参数除开通时间tgt和关断时间tq外，还有：断态电压临界上升率du/dt——指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。——电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通。通态

8、电流临界上升率di/dt——指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。——如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。七、晶闸管型号及其含义导通时平均电压组别共九级,用字母A-I表示0.4-1.2V额定电压,用百位或千位数表示取UFRM或URRM较小者额定正向平均电流(IF)（晶闸管类型）P--普通晶闸管K--快速晶闸管S--双向晶