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晶闸管的基本结构及工作原理

菜鸟
2013-08-12 16:34:27    评分

  晶闸管的基本结构及工作原理

  基本结构:

  晶闸管的外形如下图所示,分为螺栓形和平板形两种,螺栓形这种结构更换元件很方便,用于100A以下的元件。平板形,这种结构散热效果比较好,用于200A以上的元件。 晶闸管是由四层半导体构成的。图右所示为螺栓形晶闸管的内部结构,它由单晶硅薄片P1、N1、P2、N2四层半导体材料叠成,形成三个PN结。

  晶闸管的工作原理:

  在晶闸管的阳极与阴极之间加反向电压时,有两个PN结处于反向偏置,在阳极与阴极之间加正向电压时,中间的那个PN结处于反向偏置,所以,晶闸管都不会到导通。

  A—接电源正极K—接电源负极

  (1)G不加电压(UGK=0) 这时晶闸管相当由三个PN结串接,其中一只反接, 因而不导通。

  (2) G加上适当电压(UGK>0),则产生正反馈。

  晶闸管导通后,UAK(AK之间的压降很小)。不管UGK存在与否,晶闸管仍将导通。外电路使晶闸管的阳极电流IA小于某一数值时,就不能维持正反馈过程,晶闸管就会自行关断。

  A—接电源负极 K—接电源正极

  这时电路J1,T2均承受反向电压,无论控制极是否加正向触发电压,晶闸管均不导通,呈关断状态。

  综上所述,在晶闸管的A-K之间加正向电压,还需在G-K之间加适当的触发电压,晶闸管就能导通。相似一个受控的二极管。

  伏安特性:

  晶闸管的阳极电压与阳极电流的关系,称为晶闸管的伏安特性,如图所示。晶闸管的阳极与阴极间加上正向电压时,在晶闸管控制极开路(Ig=0)情况下,开始元件中有很小的电流(称为正向漏电流)流过,晶闸管阳极与阴极间表现出很大的电阻,处于截止状态(称为正向阻断状态),简称断态。

  当阳极电压上升到某一数值时,晶闸管突然由阻断状态转化为导通状态,简称通态。阳极这时的电压称为断态不重复峰值电压(UDSM),或称正向转折电压(UBO)。

  导通后,元件中流过较大的电流,其值主要由限流电阻(使用时由负载)决定。在减小阳极电源电压或增加负载电阻时,阳极电流随之减小,当阳极电流小于维持电流IH时,晶闸管便从导通状态转化为阻断状态。由图可看出,当晶闸管控制极流过正向电流Ig时,晶闸管的正向转折电压降低, Ig越大,转折电压越小,当Ig足够大时,晶闸管正向转折电压很小,一加上正向阳极电压,晶闸管就导通。实际规定,当晶闸管元件阳极与阴极之间加上6V直流电压时,能使元件导通的控制极最小电流(电压)称为触发电流(电压)。

  在晶闸管阳极与阴极间加上反向电压时,开始晶闸管处于反向阻断状态,只有很小的反向漏电流流过。当反向电压增大到某一数值时,反向漏电流急剧增大,这时,所对应的电压称为反向不重复峰值电压(URSM),或称反向转折(击穿)电压(UBR)。

  可见,晶闸管的反向伏安特性与二极管反向特性类似。





关键词: 晶闸     基本     结构     工作     原理     阳极     反向     电压         

院士
2013-08-15 15:54:58    评分
2楼
复习了一下,谢谢。

高工
2013-08-15 16:19:45    评分
3楼
楼主加个图就更好了,哈哈哈多谢分享

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