电力二极管和晶闸管.ppt

电压定额 电流定额 动态参数 快速晶闸管 双向晶闸管 逆导晶闸管 光控晶闸管（光触发晶闸管） 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 a) 双晶体管模型 b工作原理) 产生注入门极的触发电流IG的电路 触发 门极触发电路 对晶体管的驱动 IG??IB2?? IC2?（IB1?）? IC1? IB2?? ?——————— 晶体管工作原理如以下方程所示 Ic1 = a1IA + ICBO1 (1-1) Ic2 = a2IK + ICBO2 (1-2) IK = IA + IG (1-3) IA = IC1 + IC2 (1-4) a1和a2分别是晶体管V1和V2 的共基极电流增益；ICBO1和ICBO2分别是V1和V2的共基极漏电流。由式（1-1）~式（1-4）得： (1-5) 晶体管的特性是：在低发射极电流下? 是很小的，而当发射极电流建立起来之后，? 迅速增大。 阻断状态：IG=0，?1+?2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。 开通（门极触发）：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致?1+?2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA（阳极电流）将趋近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。 其他几种可能导通的情况: 阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 结温较高使漏电流变大 光直接照射硅片，即光触发——光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而应用于高压电力设备中，其它都因不易控制而难以应用于实践，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT ）。 门极触发（包括光触发）是最精确、迅速而可靠的控制手段 晶闸管的伏安特性 第Ⅰ象限是正向特性 第Ⅲ象限是反向特性 IG=0 -UA 0 IA Ubo 正向 导通 雪崩 击穿 IH -IA +UA UDSM UDRM IG1 IG2 UPRM URSM IG2IG1 IG IG=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压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。 导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿。 晶闸管本身的压降很小，在1V左右。 导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。IH称为维持电流。 正向特性 反向特性 晶闸管上施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性。 晶闸管处于反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。 当反向电压超过一定限度，到反向击穿电压后，外电路如无限制措施，则反向漏电流急剧增加，导致晶闸管发热损坏。 静态特性 2、晶闸管的基本特性 晶闸管正常工作时的特性： （1）当晶闸管承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通； （2）晶闸管是一种单向导电器件，即在正常触发导通时电流只能从阳极流向阴极； （3）晶闸管导通的条件：晶闸管承受正向电压，同时在门极有触发电流作用； （4）晶闸管关断条件：若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加反偏电压或外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某个值以下； （5）晶闸管维持导通的条件：晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发信号是否存在，只要流过晶闸管的电流不低于其维持电流，晶闸管就能维持导通； （6）晶闸管的误导通条件：阳极正偏电压uAK过高；duAk/dt过大；结温过高； （7）晶闸管具有双向阻断作用，既具有正向电压阻断能力，又具有反向电压阻断能力，而不是像二极管那样仅具有反向电压阻断能力。 动态特性 晶闸管的开通和关断过程 开通过程 延迟时间td 阳极电流从零上升到稳态值10%的时间 上升时间tr 阳极电流从10%上到稳态值的90%所需的时间 开通时间tgt tgt=td+tr 普通晶闸管的延迟时间为0.5us，上升时间为0.5～3us。其延迟时间随门极电流的增大而