晶闸管的构造和工作原理.ppt

晶闸管构造及电路符号 晶闸管应用 晶闸管特性参数 晶闸管工作原理 一、晶闸管的构造及电路符号 　　晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管 　　别名：可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier 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。 外 形 G控制极 K阴极 A阳极 四 层 半 导 体 三 个PN  结 P1 P2 N1 N2 a k g 符 号 试验探究 现象：开关S断开，灯泡不亮；开关S闭合，灯泡不亮。 反向阻断 s a k g Ug L Ua _ + 二、晶闸管的工作原理 试验探究 现象：开关S断开，灯泡不亮。 正向阻断 s a k g Ug L Ua _ + 试验探究 现象：开关S闭合，灯泡亮。 触发导通 _ s a k g Ug L Ua + 试验探究 现象：开关S断开，灯泡亮。 导通后控制极失控 _ s a k g Ug L Ua + 原理分析 P P N N N P a g k g k P1 P2 N1 N2 a a P P N N N P g k ? i g k a g T1 T2 i g ??ig UAK 0 、UGK0时 T1导通 ib1 = i g iC1 = ?ig = ib2 ic2 =?ib2 = ??ig = ib1 T2导通 形成正反馈 晶闸管迅速导通； T1进一步导通 　　晶闸管导通后，去掉触发电压，依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态，控制极失去作用。 探究 观察下面的电路，当控制极失控，如何使灯泡灭掉。 s a k g Ug L Ua + － 方法1：在输出电路中增加开关S，当断开开关时，灯泡灭掉。 s a k g Ug L Ua + s － 方法2：在输出电路中增加开关滑变电阻，当电路中电流减小到一定程度时，晶闸管截止。 s a k g Ug L Ua + R － 小结1 1.晶闸管具有单向导电性 2.晶闸管导通必须同时具备两个条件： (1)? 晶闸管阳极电路加正向电压 。 (2)? 控制极电路加适当的正向触发电压（以小控大）。 3.晶闸管截止必须具备下列条件之一即可： (1)?在阳极和阴极间加反向电压。 (2)?降低正向电压，减小流经晶闸管的电流。 比较晶闸管和二极管的工作状态 状态 反向阻断 正向阻断 正向导通 控制极关断 晶闸管 二极管 器件 是 是 是 否 控制极触发导通 是 控制极关断，继续导通 否 马上行动 1.电压参数 (1) 正向阻断峰值电压UDRM 正向阻断峰值电压UDRM ，指控制极断开时，允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压. (2) 反向阻断峰值电压UDRM 反向阻断峰值电压UDRM ，指允许重复加在晶闸管上的反向峰值电压。 (3) 额定电压UD 通常把UDRM 和URRM中较小的一个值称作晶闸管的额定电压。 (4) 通态平均电压UT(AV) 习惯上称为导通时的管压降。这个电压当然越小越好，一般为0.4V~1.2V。 三、晶闸管的特性参数 2. 电流参数 (1) 通态平均电流IT(AV) 　　通态平均电流IT(AV)简称正向电流，指在标准散热条件和规定环境温度下(不超过40oC)，允许通过工频(50Hz)正弦半波电流在一个周期内的最大平均值。 (2) 维持电流IH 　　维持电流IH，指在规定的环境温度和控制极断路的情况下，维持晶闸管继续导通时需要的最小阳极电流。 晶闸管型号 通态平均电压（UTAV） 额定电压级别（UDRM） 额定通态平均电流 （ITAV） 晶闸管类型 P——普通晶闸管 K——快速晶闸管 S ——双向晶闸管 晶闸管 K 型 号 通态平均电流 IT(AV) (A) 断态重复峰值电压 UDRM (V) 反向重复峰值电压URRM (V) 额定结温TJM (℃) 门极触发电流IGT (mA) 门极触发电压VGT (V) 断态电压临界上升率 通态电流临界上升率 浪涌电流ITSM (A) 门极不触发电流IGD (mA) 门极不触发电压 VGD (V) 门极正向峰值电流IGFM (A) KP50 50 100 ~ 3000 100 8 ~ 150 3.5 30 50 940 1 0.15 / KP100 100 115 10 ~ 250 4 100 80 1880 1 0.15 / KP500 500 115 20 ~ 300 5 100 80 9420 1 0.15 4 　　1. 无触点静态开关——利用晶闸管元件组成的固态开关，具有无触点、无噪声、无火花、功率大、开关