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晶闸管的结构和原理!

2022-07-08 15:42:27

  晶闸管晶体闸流管的缩写,也称为可控硅整流器(SCR)

  操作原理

  晶闸管有三个连接端子:阳极A、阴极K和栅极g。晶闸管内部是PNPN四层半导体结构,形成三个PN结。如果驱动电流注入栅极,基极电流增加,就会形成很强的正反馈。晶闸管处于导通状态。当栅极电流被去除后,晶闸管内部已经形成了一个很强的正反馈,晶闸管将保持导通状态。

  如果要关断晶闸管,必须去掉施加在阳极上的直流电压,或者对阳极施加反压,尽量把流过晶闸管的电流减小到某个接近于零的值,然后晶闸管才能关断。同时,也正是因为门极只能控制其导通,而不能控制其关断,晶闸管也被称为半控器件。

  基本特征

  静态特性

晶闸管,控制触发板,触发板

  晶闸管的伏安特性

  1)晶闸管两端施加反压,栅极触发电流无法控制其导通;

  2)晶闸管两端加正电压,只有在门极加触发电流时晶闸管才能导通;

  3)晶闸管开通时,门极会失去控制,不管门极电流大小,晶闸管都会开通;

  4)要关断晶闸管,外加电压和外电路电流只能使流过晶闸管的电流接近某个零值。为了保证安全可靠,门极触发电路提供的触发电压、触发电流和功率应限制在晶闸管门极伏安特性曲线的可靠触发区域内。

  动态特性

晶闸管,控制触发板,触发板

  晶闸管的开通和关断波形

  1)开关过程晶闸管内部的正反馈过程需要时间。同时,由于外电路电感的限制,晶闸管触发后,其阳极电流的增加不会是瞬间的。从栅极电流阶跃到电流上升到稳态值的10%的时间称为延迟时间。从10%到90%所需要的时间称为上升时间,两者之和定义未开启时间。

  2)关断时间当外部电压突然变化时,阳极电流逐渐衰减到零。反向恢复电流会反向流动,由于外电路电感会在晶闸管两端产生反向峰值电压。最后,在反向恢复电流衰减到零之后,晶闸管将恢复其对反向电压的阻断能力。晶闸管的关断时间约为几百微秒。


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