晶闸管及其触发电路简介.pptxVIP

第1页/共38页晶闸管及其触发电路简介第2页/共38页1电力二极管2晶闸管3双向晶闸管及其他派生晶闸管第一章 电力二极管和晶闸管第3页/共38页晶闸管就是硅晶体闸流管，普通晶闸管也称为可控硅（SCR），普通晶闸管是一种具有开关作用的大功率半导体器件。概 念晶闸管具有四层PNPN结构，引出阳极A、阴极K和门极G三个联接端。晶闸管的常见封装外形有塑封型、螺栓型、平板型。晶闸管的结构 晶 闸 管第4页/共38页对于螺栓型封装的晶闸管，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便；平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。G 晶 闸 管小电流塑封式大电流螺栓式大电流平板式小电流螺栓式图形符号第5页/共38页 晶 闸 管 冷却方式：自然冷却（散热片）、风冷（风扇）、水冷。自冷式水冷式风冷式第6页/共38页综上所述 由导通→关断的条件：使流过SCR的电流降低至维持电流以下。SCR导通条件： UAK0 同时 UGK0 晶 闸 管第7页/共38页相同点 不同点和普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集成器件，内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极在器件内部分别并联在一起。与普通晶闸管(SCR)的相同点：PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和极。AAAP1N1P2α1P1IAIC1N1GIC2α2P2GGN1P2N2N2IKKKK 门极关断（GTO）晶闸管1. 结构门极关断晶闸管（Gate Turn Off thyristor ）第8页/共38页IGAR与晶闸管相同，AK正偏，GK正偏。导 通P1N1P2α1EAIC1EGα2GN1P2N2K导通过程等效电路IAAIC2GIKK 门极关断（GTO）晶闸管2. 导通关断条件第9页/共38页ARP1N1P2α1－IGEAIC1EGα2GN1P2N2ASKP1IA关断过程等效电路AN1GIC2P2门极加负脉冲电流。关 断N2GIKKK 门极关断（GTO）晶闸管2. 导通关断条件第10页/共38页 电力场效应晶体管（Power MOSFET）1、结构G 栅极D 漏极S源极 电力MOSFET的结构和电气图形符号 a) 内部结构断面示意图 b) 电气图形符号第11页/共38页DGSN沟道 在栅源极间加正电压UGS 栅源极间电压UGS为零漏源极导通条件漏源极关断条件 电力场效应晶体管（Power MOSFET）2、导通关断条件第12页/共38页绝缘栅双极型晶体管简称为IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）,是80年代中期发展起来的一种新型复合器件。IGBT综合了MOSFET和GTR的输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点。成为当前电力半导体器件的发展方向。 绝缘栅双极晶体管（IGBT）第13页/共38页结构复合结构（= MOSFET+GTR） 绝缘栅双极晶体管（IGBT）集电极发射极栅极第14页/共38页导通关断条件C驱动原理与电力MOSFET基本相同，属于场控器件，通断由栅射极电压uGE决定。GE 绝缘栅双极晶体管（IGBT）第15页/共38页导通关断条件C导通条件：在栅射极间加正 电压UGE。 UGE大于开启电压UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。GE 绝缘栅双极晶体管（IGBT）第16页/共38页导通关断条件C关断条件：栅射极反压或无 信号。 栅射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。GE 绝缘栅双极晶体管（IGBT）第17页/共38页 双向晶闸管的外形与结构平板式 螺栓式 双向晶闸管及其他派生晶闸管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。第18页/共38页 双向晶闸管的外形与结构T2T2GGGT1T1 双向晶闸管及其他派生晶闸管内部结构是一种NPNPN五层结构引出三个端线的器件。相当于两个门极接在一起的普通晶闸管反并联。第19页/共38页1 单结晶体管触发电路2同步电压为锯齿波的触发电路3集成触发电路及数字触发电路4 触发电路与主电路电压的同步第五章 晶闸管的触发电路第20页/共38页在晶闸管可控整流电路中，当晶闸管承受正向电压时，必须在门极和阴极之间加适当的正向电压晶闸管才能导通；通过控制触发角α的大小可控制输出电压大小。这种控制晶闸管导通和控制触发角α大小的电路称为触发电路。触发电路第五章 晶闸管的触发电路第21页/共38页触发脉冲必须与晶闸管的主电压保持同步触发脉冲能满足主电路移相范围的要求触发脉冲要具有一定的宽度，前沿要陡触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率第五章 晶闸管的触发电路对于触发电路通常有如下要求：第22页/共38页uGuGuGuGα