《續(xù)晶閘管》PPT課件

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1、晶閘管（第五章補(bǔ)充內(nèi)容）晶閘管（Thyristor）：晶體閘流管，可控硅整流器（SiliconControlledRectifier——SCR）1956年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶閘管1957年美國通用電氣公司開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品1958年商業(yè)化開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時代，使半導(dǎo)體器件的應(yīng)用由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代以來，開始被全控型器件取代一、晶閘管的基本結(jié)構(gòu)KGA(b)符號(a)外形晶閘管的外形及符號PN結(jié)及其導(dǎo)電原理N型半導(dǎo)體-------------P型半導(dǎo)體--------

2、--++++++------PN結(jié)(耗盡層）-------------+--------------+-+++++---+++++-------G控制極K陰極陽極AP1P2N1N2四層半導(dǎo)體三個PN結(jié)晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管是具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu),如圖。P1P2N1N2KGA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個晶體管的組合KAT2T1+_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGP1P2N1N2N1P2AGKT1T2三、工作原理A在極短時間內(nèi)使兩個三極管均飽和導(dǎo)通，此過程稱觸發(fā)導(dǎo)通。形成正反饋過程KGEA>0、EG>0EGEA

3、+_R晶閘管導(dǎo)通后，去掉EG，依靠正反饋，仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。GEA>0、EG>0KEA+_RT1T2EGA形成正反饋過程晶閘管導(dǎo)通的條件晶閘管正常導(dǎo)通的條件：1）晶閘管陽極和陰極之間施加正向陽極電壓，UAK>02）晶閘管門極和陰極之間必須施加適當(dāng)?shù)恼蛎}沖電壓和電流，UGK>0晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用。依靠正反饋，晶閘管仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。.維持晶閘管導(dǎo)通的條件：保持流過晶閘管的陽極電流在其維持電流以上晶閘管關(guān)斷的條件晶閘管的關(guān)斷只需將流過晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用：陽極電壓反向減小陽極電壓增大回路

4、阻抗正向特性反向特性URRMUFRMIG2>IG1>IG0UBRIFUBO正向轉(zhuǎn)折電壓IHoUIIG0IG1IG2+_+_反向轉(zhuǎn)折電壓正向平均電流維持電流?U四、伏安特性（靜特性）正向特性IG=0時，器件兩端施加正向電壓，只有很小的正向漏電流，正向阻斷狀態(tài)。正向電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo，則漏電流急劇增大，器件開通。隨著門極電流幅值的增大，正向轉(zhuǎn)折電壓降低。晶閘管本身的壓降很小，在1V左右。晶閘管的伏安特性(IG2>IG1>IG)晶閘管的伏安特性2)反向特性施加反向電壓時，伏安特性類似二極管的反向特性。反向阻斷狀態(tài)時

5、，只有極小的反相漏電流流過。當(dāng)反向電壓達(dá)到反向擊穿電壓后，可能導(dǎo)致晶閘管發(fā)熱損壞。五.動特性晶閘管的開通和關(guān)斷過程波形1)開通過程延遲時間td(0.5-1.5?s)上升時間tr(0.5-3?s)開通時間tgt以上兩者之和，tgt=td+tr晶閘管的開通和關(guān)斷過程波形2)關(guān)斷過程反向阻斷恢復(fù)時間trr正向阻斷恢復(fù)時間tgr關(guān)斷時間tq以上兩者之和tq=trr+tgr普通晶閘管的關(guān)斷時間約幾百微秒。六、主要參數(shù)UFRM:正向重復(fù)峰值電壓（晶閘管耐壓值）晶閘管控制極開路且正向阻斷情況下,允許重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓

6、。一般取UFRM=80%UB0。普通晶閘管UFRM為100V-3000V反向重復(fù)峰值電壓控制極開路時,允許重復(fù)作用在晶閘管元件上的反向峰值電壓。一般取URRM=80%UBR普通晶閘管URRM為100V-3000VURRM：額定正向平均電流環(huán)境溫度為40?C及標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，晶閘管處于全導(dǎo)通時可以連續(xù)通過的工頻正弦半波電流的平均值。IF：IF?t?2?如果正弦半波電流的最大值為Im,則普通晶閘管IF為1A—1000A。UF:通態(tài)平均電壓（管壓降）在規(guī)定的條件下，通過正弦半波平均電流時，晶閘管陽、陰極間的電壓平均值。一般

7、為1V左右。IH:維持電流在規(guī)定的環(huán)境和控制極斷路時，晶閘管維持導(dǎo)通狀態(tài)所必須的最小電流。一般IH為幾十~一百多毫安。UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流室溫下，陽極電壓為直流6V時，使晶閘管完全導(dǎo)通所必須的最小控制極直流電壓、電流。一般UG為1到5V，IG為幾十到幾百毫安。動態(tài)參數(shù)除開通時間tgt和關(guān)斷時間tq外，還有：斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt——指在額定結(jié)溫和門極開路的情況下，不導(dǎo)致晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率?！妷荷仙蔬^大，使充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導(dǎo)通。通態(tài)電流臨界上升率di/dt—

8、—指在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率。——如果電流上升太快，可能造成局部過熱而使晶閘管損壞。