《续晶闸管》课件.ppt

晶闸管 第五章补充内容 晶闸管 Thyristor 晶体闸流管 可控硅整流器 SiliconControlledRectifier SCR 1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品1958年商业化开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代 使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域 20世纪80年代以来 开始被全控型器件取代 一 晶闸管的基本结构 a 外形 晶闸管的外形及符号 PN结及其导电原理 PN结 耗尽层 晶闸管的结构 晶闸管是具有三个PN结的四层结构 如图 晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合 K A T2 T1 P2 N1 N2 P1 N1 P2 G 三 工作原理 A 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 K G EA 0 EG 0 EG 晶闸管导通后 去掉EG 依靠正反馈 仍可维持导通状态 G EA 0 EG 0 K 晶闸管导通的条件 晶闸管正常导通的条件 1 晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压 UAK 02 晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流 UGK 0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 维持晶闸管导通的条件 保持流过晶闸管的阳极电流在其维持电流以上 晶闸管关断的条件 晶闸管的关断只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下 可采用 阳极电压反向减小阳极电压增大回路阻抗 正向特性 反向特性 IG2 IG1 IG0 正向转折电压 反向转折电压 正向平均电流 维持电流 四 伏安特性 静特性 正向特性IG 0时 器件两端施加正向电压 只有很小的正向漏电流 正向阻断状态 正向电压超过正向转折电压Ubo 则漏电流急剧增大 器件开通 随着门极电流幅值的增大 正向转折电压降低 晶闸管本身的压降很小 在1V左右 晶闸管的伏安特性 IG2 IG1 IG 晶闸管的伏安特性 2 反向特性施加反向电压时 伏安特性类似二极管的反向特性 反向阻断状态时 只有极小的反相漏电流流过 当反向电压达到反向击穿电压后 可能导致晶闸管发热损坏 五 动特性 晶闸管的开通和关断过程波形 1 开通过程延迟时间td 0 5 1 5 s 上升时间tr 0 5 3 s 开通时间tgt以上两者之和 tgt td tr 晶闸管的开通和关断过程波形 2 关断过程反向阻断恢复时间trr正向阻断恢复时间tgr关断时间tq以上两者之和tq trr tgr普通晶闸管的关断时间约几百微秒 六 主要参数 UFRM 正向重复峰值电压 晶闸管耐压值 晶闸管控制极开路且正向阻断情况下 允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压 一般取UFRM 80 UB0 普通晶闸管UFRM为100V 3000V 如果正弦半波电流的最大值为Im 则 普通晶闸管IF为1A 1000A UF 通态平均电压 管压降 在规定的条件下 通过正弦半波平均电流时 晶闸管阳 阴极间的电压平均值 一般为1V左右 IH 维持电流在规定的环境和控制极断路时 晶闸管维持导通状态所必须的最小电流 一般IH为几十 一百多毫安 UG IG 控制极触发电压和电流室温下 阳极电压为直流6V时 使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压 电流 一般UG为1到5V IG为几十到几百毫安 动态参数除开通时间tgt和关断时间tq外 还有 断态电压临界上升率du dt 指在额定结温和门极开路的情况下 不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率 电压上升率过大 使充电电流足够大 就会使