第七章++晶闸管和场效应管

7.1 晶闸管7.2 场效应管第七章 晶闸管与场效应管 晶闸管、场效应管与三级管相似，都有三个电极。晶闸管主要当做可控电子开关使用。场效应管主要用来放大信号电压，而三极管主要是放大信号电流7.1 晶闸管 晶闸管又称可控硅，是一个 P1N1P2N2四层，具有 3个 PN结，并引出 3个电极的半导体开关器件。它的三个电极，分别是阳极（ A）、阴极（ K）和门极（ G）。7.1 晶闸管 晶闸管又称可控硅，是一个 P1N1P2N2四层，具有 3个 PN结，并引出 3个电极的半导体开关器件。它的三个电极，分别是阳极（ A）、阴极（ K）和门极（ G）。内部结构：7.1 晶闸管 一、晶闸管性质1、导通晶闸管：无论 A、 K极之间加什么电压，只要 G、 K极之间没有加正向电压，晶闸管就无法导通。只有 A、 K极之间加正向电压，并且 G、 K极之间也加一定的正向电压，晶闸管才能导通。给晶闸管 G极提供电压，让 IG电流流入 G极，晶闸管 A、 K极之间马上导通，这种现象称为晶闸管的触发导通。晶闸管导通后，撤掉 G、 K极之间的正向电压后晶闸管仍继续导通。2、关闭晶闸管：让流入晶闸管 A极的电流减小到某一值 IH（维持电流）让 A、 K极之间的正向电压 UAK减小到 0或加反向电压实验演示P1N1P2N1P2N2Ic1Ib2Ic2Ib1IGIAIK加上 IgIb2 Ic2 Ib1 Ic17.1 晶闸管 二、晶闸管主要参数7.1 晶闸管 三、晶闸管的检测包括极性检测、好坏检测、触发能力检测1、极性检测7.1 晶闸管 三、晶闸管的检测包括极性检测、好坏检测、触发能力检测2、好坏检测7.1 晶闸管 三、晶闸管的检测包括极性检测、好坏检测、触发能力检测3、触发能力检测7.1 晶闸管 四、晶闸管的种类7.1 晶闸管 四、晶闸管的种类1、双向晶闸管双向晶闸管是由 N-P-N-P-N五层半导体材料制成的，对外也引出三个电极，其结构如图所示。双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联，但只有一个控制极。 双向晶闸管与单向晶闸管一样，也具有触发控制特性。不过，它的触发控制特性与单向晶闸管有很大的不同，这就是无论在阳极和阴极间接入何种极性的电压，只要在它的控制极上加上一个触发脉冲，也不管这个脉冲是什么极性的 ,都可以使双向晶闸管导通。 由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实现触发控制，因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分，通常把这两个主电极称为 T1电极和 T2电极，将接在 P型半导体材料上的主电极称为 T1电极，将接在 N型半导体材料上的电极称为 T2电极。 由于双向晶闸管的两个主电极没有正负之分，所以它的参数中也就没有正向峰值电压与反向峰值电压之分，而只用一个最大峰值电压，双向晶闸管的其他参数则和单向晶闸管相同。由于双向晶闸管正、反特性具有对称性，所以它可在任何一个方向导通，是一种理想的交流开关器件。 7.1 晶闸管 双向晶闸管的检测方法判定 T1极 由图可见， G极与 T2极靠近，距 T1极较远。因此， GT2之间的正、反向电阻都很小。在用 RXlK档测任意两脚之间的电阻时，只有在 G-T2之间呈现低阻，正、反向电阻仅几十欧，而 T1-G、 T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。这表明，如果测出某脚和其他两脚都不通，就肯定是 T1极。另外，采用 TO220 封装的双向晶闸管， T1极通常与小散热板连通，据此亦可确定 T1极。 7.1 晶闸管 双向晶闸管的检测方法区分 G极和 T2极 (1) 找出 T1极之后，首先假定剩下两脚中某一脚为 T2极，另一脚为 G极。 (2) 把黑表笔接 T2极，红表笔接 T1极，电阻为无穷大。接着用红表笔尖把 T1与 G短路，给 G极加上负触发信号，电阻值应为十欧左右，证明管子已经导通，导通方向为 T2一 T1。再将红表笔尖与 G极脱开 (但仍接 T1)，若电阻值保持不变，证明管子在触发之后能维持导通状态。 (3) 把红表笔接 T2极，黑表笔接 T1极，然后使 T1与 G短路，给 G极加上正触发信号，电阻值仍为十欧左右，与 G极脱开后若阻值不变，则说明管子经触发后，在 T1一T2方向上也能维持导通状态，因此具有双向触发性质。由此证明上述假定正确。否则是假定与实际不符，需再作出假定，重复以上测量。显见， 在识别 G、 T2的过程中，也就检查了双向晶闸管的触发能力。如果按哪种假定去测量，都不能使双向晶闸管触发导通，证明管于巳损坏。对于 lA的管子，亦可用 RXl0档检测，对于3A及 3A以上的管子，应选 RXlK档，否则难以维持导通状态。 7.1 晶闸管 四、晶闸管的种类2、门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管（ Gate-Turn-Off Thyristor GTO ）是晶闸管的一种派生器件，可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用结构： 与普通晶闸管的相同点： PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。 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元的阴极和门极则在器件内部并联在一起。GTO的内部结构和电气图形符号工作原理：与普通晶闸管一样，可以用下图所示的双晶体管模型来分析。 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理由 P1N1P2和 N1P2N2构成的两个晶体管 VT1、 VT2分别具有共基极电流增益 1和 2。1+2=1是器件临界导通的条件。当 1+21时，两个等效晶体管过饱和而使器件导通；当 1+2US。7.2 场效应管 二、主要参数二、主要参数7.2 场效应管 三、检测三、检测场效应管的检测包括类型检测及极性场效应管的检测包括类型检测及极性检测，放大能力检测和好坏检测。检测，放大能力检测和好坏检测。1、类型与电极的检测、类型与电极的检测结型场效应管的源极和漏极在制作工结型场效应管的源极和漏极在制作工艺上是对称的，两极可互换使用，所以一艺上是对称的，两极可互换使用，所以一般不判别漏极和源极（漏源之间的正反向般不判别漏极和源极（漏源之间的正反向电阻相等，均为几十至几千欧姆左右），电阻相等，均为几十至几千欧姆左右），只判断栅极和沟道的类型。只判断栅极和沟道的类型。与与 D、 S极连接的半导体类型总是相同的，极连接的半导体类型总是相同的，D