電子技術第20章ppt課件

1、 第第2020章章 晶閘管晶閘管一種大功率半導體器件，出現(xiàn)于一種大功率半導體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出年代。它的出現(xiàn)使半導體器件由弱電領域擴展到強電領域現(xiàn)使半導體器件由弱電領域擴展到強電領域 。 體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、 容容量大正向平均電流達千安、正向耐壓量大正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。達數(shù)千伏）。 特點特點20201 1 晶閘管晶閘管( (可控硅可控硅SCR) SCR) 應用領域：應用領域： 逆變逆變 整流整流 （交流（交流直流）直流）斬波斬波（直流（直流交流）交流）變頻變頻 （交流（交流交流）交流）（直流（直流直流）直流）此外還可作無

2、觸點開關等此外還可作無觸點開關等.1.1. 基本結構基本結構A陽極）陽極）四四 層層 半半 導導 體體K陰極）陰極）G控制極）控制極）P1P2N1三三 個個 PN結結N2符號符號AKG20.1.2 20.1.2 工作原理工作原理GKP1P2N1N2APPNNNPAGK示意圖示意圖APPNNNPGKi gi gig工作原理分析工作原理分析KAGT1T2工作原理說明工作原理說明UAK 0 、UGK0時時T1導通ib1 = i giC1 = ig = ib2ic2 =ib2 = ig = ib1T2導通形成正反饋形成正反饋晶閘管迅速導通；晶閘管迅速導通；T1進一步導通晶閘管開始工作時晶閘管開始工作時

3、 ，UAK加反向電壓，加反向電壓，或不加觸發(fā)信號即或不加觸發(fā)信號即UGK = 0 ）；）；晶閘管導通后，晶閘管導通后， UGK，去掉去掉依靠正反饋，依靠正反饋，晶閘管仍維持導通狀態(tài)；晶閘管仍維持導通狀態(tài)；晶閘管截止的條件：晶閘管截止的條件：（1）（2）晶閘管正向導通后，令其截止，必需晶閘管正向導通后，令其截止，必需減小減小UAK，或加大回路電阻，使晶閘管，或加大回路電阻，使晶閘管中電流的正反饋效應不能維持。中電流的正反饋效應不能維持。 晶閘管具有單向導電性晶閘管具有單向導電性 （正向導通條件：（正向導通條件：A A、K K間加正向電間加正向電壓，壓，G G、K K間加觸發(fā)信號）；間加觸發(fā)信號）

4、；2.2.晶閘管一旦導通，控制極失去作用晶閘管一旦導通，控制極失去作用若使其關斷，必須降低若使其關斷，必須降低UAKUAK或加大回路電或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。阻，把陽極電流減小到維持電流以下。 結論結論20.1.3 20.1.3 伏安特性伏安特性UIURS MUDS MURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3 IG2 IG1正向正向反向反向UDRM：斷態(tài)重復峰值電壓。（晶閘管耐壓值。斷態(tài)重復峰值電壓。（晶閘管耐壓值。一般取一般取 UDRM = 80% UDSM 。普通晶閘管。普通晶閘管UDRM 為為 100V-3000V）URRM：反向重復峰值電壓。（控制極

5、斷路時，：反向重復峰值電壓。（控制極斷路時， 可以重復作用在晶閘管上的反向重復電可以重復作用在晶閘管上的反向重復電 壓。一般取壓。一般取URRM = 80% URSM。普通晶。普通晶 閘管閘管URRM為為100V-3000V） ITAV：通態(tài)平均電流。（環(huán)境溫度為通態(tài)平均電流。（環(huán)境溫度為40OC時時,在在 電阻性負載、單相工頻電阻性負載、單相工頻 正弦半波、正弦半波、導電導電角不小于角不小于170o的電路中，晶閘管允許的的電路中，晶閘管允許的最大通態(tài)平均電流。普通晶閘管最大通態(tài)平均電流。普通晶閘管ITAV 為為1A-1000A。）。）20.1.4 20.1.4 主要參數(shù)主要參數(shù)IH：維持電流

6、。：維持電流。(在室溫下，控制極開路、晶閘管在室溫下，控制極開路、晶閘管 被觸發(fā)導通后，維持導通狀態(tài)所必須的最被觸發(fā)導通后，維持導通狀態(tài)所必須的最 小電流。一般為幾十到一百多毫安。）小電流。一般為幾十到一百多毫安。）UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流。（在室溫下，：控制極觸發(fā)電壓和電流。（在室溫下， 陽極電壓為直流陽極電壓為直流6V時，使晶閘管完全導通時，使晶閘管完全導通 所必須的最小控制極直流電壓、電流所必須的最小控制極直流電壓、電流 。一。一 般般UG為為1到到5V，IG為幾十到幾百毫安。）為幾十到幾百毫安。）20.2 20.2 可控整流電路可控整流電路20.2.1 20.2.1 單相半波可

7、控整流電路單相半波可控整流電路( (電阻性負載電阻性負載) )(1)電路及工作原理電路及工作原理設設u1為為正弦波正弦波 u2 0 時，加上觸發(fā)電壓時，加上觸發(fā)電壓 uG ，晶閘管導，晶閘管導通通 。且。且 uL 的大小隨的大小隨 uG 加入的早晚而變化；加入的早晚而變化； u2 0的導通路徑：的導通路徑：u2 (A)T1RLD2u2 (B)T1、T2 -晶閘管晶閘管D1、D2 -晶體管晶體管T1T2D1D2RLuLu2AB+-T2RLD1u2 (A)u2 (B)u2 VT2時，控制極相對于時，控制極相對于T2加正脈沖，加正脈沖，晶閘管正向導通，電流從晶閘管正向導通，電流從T1流向流向T2。VT2VT1時，控制極相對于時，控制極相對于T2加加 負脈沖，負脈沖，晶閘管反向導通，電流從晶閘管反向導通，電流從T2流向流向T1。可關斷晶閘管可關斷晶閘管GTO-Gata Turn Off thyristor) 可關斷晶閘管的觸發(fā)導通與普通晶閘管相可關斷晶閘管的觸發(fā)導通與普通晶閘管相同。不同之處在于：普通晶閘管的關斷不能同。不同之處在于：普通晶閘管的關斷不能控制，只能靠減小陽極電壓或工作電流來實控制