第五章晶闸管及其整流电路补充内容.pptVIP

晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，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。 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 三、 工作原理 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，UAK0 2）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， UGK0 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 减小阳极电压 增大回路阻抗 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。 2) 反向特性 施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性。 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 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 部分晶闸管的型号与参数 * 第五章 晶闸管及其整流电路（补充内容） K G A (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 - - - - - - - - - - + + + + + + - - - - - - PN 结 (耗 尽 层） - - - - - - - - - - - - - + - - - - - - - - - - - - - - + - + + + + + - - - + + + + + - - - - - - - G 控制极 K 阴极 阳极 A P1 P2 N1 N2 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。 P1 P2 N1 N2 K G A 晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合 K A T2 T1 + _ P2 N1 N2 IG IA P1 N1 P2 IK G P1 P2 N1 N2 N1 P2 A G K T1 T2 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 K G EA 0、EG 0 EG EA + _ R 晶闸管导通后，去掉EG ，依靠正反馈，仍可维持导通状态。 G EA 0、EG 0 K EA + _ R T1 T2 EG A 形成正反馈过程 正向特性 反向特性 URRM UFRM IG2 IG1 IG0 UBR IF UBO 正向转折电压 IH o U I IG0 IG1 IG2 + _ + _ 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） 晶闸管的伏安特性(IG2IG1IG) 晶闸管的伏安特性 晶闸管的开通和关断过程波形 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-3000V URRM： 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、阴极间的电压平均值。