课件：第1章--电力晶体管和晶闸管.ppt

六、晶闸管门极伏安特性及主要参数 1、门极伏安特性 指门极电压与电流的关系，晶闸管的门极和阴极之间只有一个PN结， 所以电压与电流的关系和普通二极管的伏安特性相似。门极伏安特性曲线可通过实验画出，如图1-6所示。 * 2、门极几个主要参数的标准 1）门极不触发电压UGD和门极不触发电流IGD ： 不能使晶闸管从断态转入通态的最大门极电压称为门极不触发电压UGD，相应的最大电流称为门极不触发电流IGD。 ２）门极触发电压UGT和门极触发电流IGT 在室温下，对晶闸管加上６V正向阳极电压时，使元件由断态转入通态所必须的最小门极电流称为门极触发电流IGT，相应的门极电压称为门极触发电压UGT。 ３）门极正向峰值电压UGM、门极正向峰值电流IGM和门极峰值功率PGM * 第三节 双向晶闸管及其他派生晶闸管 一、双向晶闸管 1.双向晶闸管的外形与结构 双向晶闸管的外形与普通晶闸管类似，有塑封式、螺栓式和平板式。但其内部是一种NPNPN五层结构引出三个端线的器件。如图1-7所示。 * 图1-7 双向晶闸管 2.双向晶闸管的特性与参数 双向晶闸管具有正反向对称的伏安特性曲线。正向部分位于第I象限，反向部分位于第III象限。如图1-7（d）所示。 双向晶闸管均方根值电流与普通晶闸管平均值电流之间的换算关系式为 * 3. 双向晶闸管的触发方式 双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式： Ⅰ+ 触发方式：主极T1为正，T2为负；门极电压G为正，T2为负。特性曲线在第Ⅰ象限。 Ⅰ- 触发方式：主极T1为正，T2为负；门极电压G为负，T2为正。特性曲线在第Ⅰ象限。 Ⅲ+ 触发方式：主极T1为负，T2为正；门极电压G为正，T2为负。特性曲线在第Ⅲ象限。 Ⅲ- 触发方式：主极T1为负，T2为正；门极电压G为负，T2为正。特性曲线在第Ⅲ象限。 由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方式中触发灵敏度不相同，以Ⅲ+ 触发方式灵敏度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为Ⅰ+ 和Ⅲ- 。 * 4. 双向晶闸管的门极控制 双向晶闸管的控制方式常用的有两种，第一种为移相触发，与普通晶闸管一样，是通过控制触发脉冲的相位来达到调压的目的。第二种是过零触发，适用于调功电路及无触点开关电路。 本相电压强触发电路 这种触发方式电路简单、工作 可靠，主要用于双向晶闸管组 成的交流开关电路。 * 二、快速晶闸管（Fast Switching Thyristor——FST) 包括所有专为快速应用而设计的晶闸管，有快速晶闸管和高频晶闸管（10kHz以上）； 管芯结构和制造工艺进行了改进，开关时间以及du/dt和di/dt耐量都有明显改善； 普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10?s左右； 高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高； 由于工作频率较高，选择通态平均电流时不能忽略其开关损耗的发热效应； FST由于允许长期通过的电流有限，所以其不宜在低频下工作。 * 三、逆导晶闸管（Reverse Conducting Thyristor——RCT） 逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件，这种器件不具有承受反向电压的能力，一旦承受反向电压即开通。 * 图1-9 逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性 a) 电气图形符号 b) 伏安特性 四、 光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT） 光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。 * 图1-10 光控晶闸管的电气图形符号和伏安特性 a) 电气图形符号 b) 伏安特性 本章小结 普通晶闸管导通条件是：对晶闸管的阳极和阴极两端加正向电压，同时在它的门极和阴极两端也加适当的正向电压。关断条件是：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。 熟悉晶闸管的阳极和门极伏安特性和主要参数，对正确使用和选择元件有着重要的意义。选择晶闸管的额定电压应为元件在电路中可能承受的最大瞬时值电压的2～3倍。晶闸管为单向可控器件,故其额定电流定义为平均值，但由于晶闸管的结温与流过器件的有效电流有关，所以选择额定电流参数时，应使额定电流有效值大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值，一般取1.5～2倍安全裕量。 * 双向晶闸管内部结构可看作两只普通晶闸管反并联，引出的三个端子为主极T1、T2和门极G。它具有正反向对称的伏安特性，主要参数有断态重复峰值电压UDRM和额定通态电流IT，因双向晶闸管正反向都能触发导通，所以额定通态电流为有效值。双向晶闸管有四种触发方式：Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+、Ⅲ-