第四节 晶闸管及其测量.pptx

晶闸管及其测量

晶闸管又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。相当于一个可以控制的单向导电二极管，具有反向阻断、正向阻断及正向可控导通性，它的导通时间是可控的因此还成为可控硅，广泛应用于可控整流、交流调压、调速、无触点交、直流开关等电路中。晶闸管(可控硅SCR)定义：一种一弱电控制强电的电子元件

晶闸管的主要用途有：(1)可控整流。把交流电变换为大小可调的直流电称为可控整流。例如，直流电动机调压调速，电解、电镀电源均可采用可控整流供电。(2)有源逆变。有源逆变是指把直流电变换成与电网同频率的交流电，并将电能返送给交流电源。例如,目前采用的高压输电工程，将三相交流电先变换成高压直流电，再进行远距离的输送，到目的地后，再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率的交流电供给用户。(3)交流调压。交流调压是指把不变的交流电压变换成大小可调的交流电压。例如，用于灯光控制、温度控制及交流电动机的调压调速。

(4)变频器。把某一频率的交流电变换成另一频率的交流电的设备称为变频器。例如,晶闸管中频电源、停电电源（UPS）、异步电动机变频调速中均含有变频器。(5)无触点功率开关。用晶闸管可组成无触点功率开关取代接触器、继电器，适用于操作频繁的场合。例如，可用于控制电动机的正反转和防爆、防火的场合。晶闸管包括普通晶闸管、双向晶闸管、速晶闸管、可关断晶闸管、光控晶闸管和逆导晶闸管等。整流（交流→直流）逆变（直流→交流）变频（交流→交流）斩波（直流→直流）应用领域：

1、晶闸管结构晶闸管是具有三个PN结的四层结构,其外形、结构及符号如图。G控制极K阴极G阳极AP1P2N1N2四层半导体(c)结构KGA(b)符号(a)外形三个

PN

结

晶闸管型号及其含义通态平均电压组别（小于100A不标）额定电压等级（×100V）额定通态平均电流（额定正向平均电流）(IF)（晶闸管类型）P--普通晶闸管S--双向晶闸管表示晶闸管KP普通型如KP5-7表示额定正向平均电流为5A,额定电压为700V。

晶闸管是用硅材料制成的半导体器件，它有三种结构形式：螺栓式、平板式和塑料封装式。平板式又分为风冷平板式和水冷平板式。

常用晶闸管的结构螺栓型晶闸管晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构

可把晶闸管等效地看成由一个NPN型三极管V1和一个PNP型三极管V2组合而成。阳极A是V2的发射极，阴极K是V1的发射极，V1的基极与V2的集电极相连成为控制极G，而V2的基极与V1的集电极也连在一起。

T1T2A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KGEA0、EG0EGEA+_R????????导通后，其压降很小，只有1V左右，相当于开关处于闭合状态。电压EA几乎全部加到负载电阻R上，所以晶闸管导通后的电流大小取决于外电路参数。2、晶闸管工作原理

晶闸管工作原理T1T2A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。形成正反馈过程KGEA0、EG0EGEA+_R????????

晶闸管的导电特点（1）晶闸管具有单向导电特性（2）晶闸管的导通是通过门极控制的晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。导通后的晶闸管关断的条件:（1）去掉阳极电压或阳极加负极性电压，（2）减小阳极电压使晶闸管中的电流小于维持电流(只要具备其中一个条件就可使导通的晶闸管关断)晶闸管导通的条件:（1）阳极与阴极间加正向电压（2）门极与阴极间加正向电压，这个电压称为触发电压。(以上两个条件，必须同时满足，晶闸管才能导通)

晶闸管具有导通和截止（阻断）两种工作方式。当晶闸管的阳极与阴极之间加反向电压时，由于PN结J1和J3处于反向偏置，无论控制极是否加电压，晶闸管均不会导通，相当于开关处于断开状态，称为反向阻断。当晶闸管的阳极与阴极之间加正向电压，控制极不加电压时，由于PN结J2处于反向偏置，晶闸管也不会导通，也相当于开关处于断开状态，称为正向阻断。当晶闸管的阳极与阴极之间加正向电压，控制极与阴极之间也加正向电压时，晶闸管可以导通，且导通后管子的压降很小，只有1V左右，相当于开关处于闭合状态。

反向阻断晶闸管加反向电压时，无论控制极有无触发电压均不导通。正向阻断晶闸管加正向电压但控制极不加触发电压时，晶闸管不导通。

（1）晶闸管截止时，若uA0,uG≤0，晶闸管仍然截止；（2）晶闸管截止时，若uA0,uG0,晶闸管由