晶閘管及其工作原理課件

11.3半控型器件—晶閘管1.3.1晶閘管及其工作原理1.3.2晶閘管的特性。1.3.3晶閘管的主要參數(shù)11.3半控型器件—晶閘管1.3.1晶閘管及其工作原21.3.1晶閘管及其工作原理

晶閘管(Thyristor)俗稱可控硅(SiliconControlledRectifier—SCR)

包括：KP（普通型）、KK（快速）

KG（可關(guān)斷型）、KS（雙向型）、

KN（逆導型：KP加反并聯(lián)整流二極管）及光控型。1)外型：螺栓式——安裝方便，散熱效果差（100A以下）平板式——安裝麻煩，散熱效果好（200A以上）塑封式——小電流1.外型符號概述21.3.1晶閘管及其工作原理晶閘管(Thyristo3螺栓型和平板型封裝引出陽極A、陰極K和門極（控制端）G三個聯(lián)接端螺栓型封裝：通常螺栓為陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便平板型封裝：晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間晶閘管的外形3螺栓型和平板型封裝晶閘管的外形4晶閘管的外形小電流塑封式小電流螺旋式大電流螺旋式大電流平板式圖形符號4晶閘管的外形小電流塑封式小電流螺旋式大電流螺旋式大電流平板5晶閘管的外形KP螺旋式5晶閘管的外形KP螺旋式6晶閘管的外形平板式6晶閘管的外形平板式7晶閘管模塊7晶閘管模塊8晶閘管的散熱方式自冷式風冷式水冷式8晶閘管的散熱方式自冷式風冷式水冷式9晶閘管的散熱方式水冷式風冷式自冷式9晶閘管的散熱方式水冷式風冷式自冷式103)散熱方式自冷——20A以下風冷——30A-1000A，風速6m/s

水冷——500A-1000A，水質(zhì)電阻率20k/cm,PH值6-8，流量400ml/min，進水溫度35°cA陽極K陰極G（門極）2)符號103)散熱方式自冷——20A以下AKG（門極）211導通的晶閘管電流總是從陽極到陰極。2.簡單的晶閘管整流電路

陽極電壓UAK=Ua

陽極電流IAK=Ia

門極電壓UGK=Ug

門極電流IGK=IgAKGUaIaIg112.簡單的晶閘管整流電路陽極電壓U12P1N1P2N21)內(nèi)部結(jié)構(gòu)四層三端器件

三個PN結(jié)J1,J2,J32)工作原理

條件:G懸空（或加反壓）UAK>0時，J1,J3正偏,J2反偏→A、K間無電流

→正向阻斷狀態(tài)UAK<0時，J1,J3反偏,J2正偏→A、K間無電流→反向阻斷狀態(tài)(1)

阻斷狀態(tài)3.內(nèi)部機理AKGJ1J2J3GJ1J2J3P2N2KP1N1AP2N1AGKP1N1P2N1P2N2

等效電路12P1N1P2N21)內(nèi)部結(jié)構(gòu)四層三端器件三個13條件：AK正偏，GK正偏.加Ig電流→正反饋，晶閘管迅速導通。(2)導通狀態(tài)IA的大小由外電路負載決定(3)關(guān)斷關(guān)斷條件:Ia減小至維持電流IH以下。實現(xiàn)方法:UAK減小到零或加反壓Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1導通過程：

IgIb2Ic2(Ib1)Ic1正反饋過程IA13條件：AK正偏，GK正偏.(2)導通狀態(tài)IA的大小由14

Ic1=1IA+ICBO1

（1-1）

Ic2=2IK+ICBO2

（1-2）

IK=IA+IG

（1-3）

IA=Ic1+Ic2

（1-4）(4)數(shù)量關(guān)系說明:線性條件下成立式中1和2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流由式（1-1）~（1-4）可得

（1-5）Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1V1V214Ic1=1IA+ICBO1（115關(guān)斷方法交流電路利用電壓反向自動關(guān)斷晶閘管直流電路設(shè)置關(guān)斷電路加反壓關(guān)斷晶閘管

小結(jié)①承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。②承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通→導通條件。③晶閘管導通后相當于二極管→單向?qū)щ娦寓芤坏?，門極就失去控制作用→半控性門極常采用正向脈沖信號驅(qū)動→觸發(fā)⑤導通后陽極電流Ia小于維持電流IH才會關(guān)斷→關(guān)斷條件15關(guān)斷方法小結(jié)①承受反向電壓時，不論門16有關(guān)晶閘管的幾個名詞觸發(fā)：當晶閘管加上正向陽極電壓后，門極加上適當?shù)恼蜷T極電壓，使晶閘管導通的過程稱為觸發(fā)。維持電流IH：維持晶閘管導通所需的最小陽極電流。正向阻斷：晶閘管加正向電壓未超過其額定電壓，門極未加電壓的情況下，晶閘管關(guān)斷。硬開通：給晶閘管加足夠的正向陽極電壓，即使晶閘管未加門極電壓也會導通的現(xiàn)象叫硬開通。反向阻斷：當晶閘管加反向陽極電壓時，晶閘管不會導通。16有關(guān)晶閘管的幾個名詞觸發(fā)：當晶閘管加上正向陽極電壓后，門17有關(guān)晶閘管的幾個特性

晶閘管具有可控性。晶閘管具有單向?qū)щ娦?。晶閘管一旦導通，門極將失去控制作用。導通后流過晶閘管的電流由主電路電源和負載來決定。17有關(guān)晶閘管的幾個特性晶閘管具有可控性。18例題如圖，陽極電流為交流電壓，門極在t1瞬間合上開關(guān)S，t4時刻開關(guān)S斷開，求電阻上的電壓波形ud。SEgUgIaUaU2RdUdU2UgUdt1t2t3t418例題如圖，陽極電流為交流電壓，門極在t1瞬間合上開關(guān)S，知識回顧KnowledgeReview祝您成功！知識回顧KnowledgeReview祝您成功！201.3半控型器件—晶閘管1.3.1晶閘管及其工作原理1.3.2晶閘管的特性。1.3.3晶閘管的主要參數(shù)11.3半控型器件—晶閘管1.3.1晶閘管及其工作原211.3.1晶閘管及其工作原理

晶閘管(Thyristor)俗稱可控硅(SiliconControlledRectifier—SCR)

包括：KP（普通型）、KK（快速）

KG（可關(guān)斷型）、KS（雙向型）、

KN（逆導型：KP加反并聯(lián)整流二極管）及光控型。1)外型：螺栓式——安裝方便，散熱效果差（100A以下）平板式——安裝麻煩，散熱效果好（200A以上）塑封式——小電流1.外型符號概述21.3.1晶閘管及其工作原理晶閘管(Thyristo22螺栓型和平板型封裝引出陽極A、陰極K和門極（控制端）G三個聯(lián)接端螺栓型封裝：通常螺栓為陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便平板型封裝：晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間晶閘管的外形3螺栓型和平板型封裝晶閘管的外形23晶閘管的外形小電流塑封式小電流螺旋式大電流螺旋式大電流平板式圖形符號4晶閘管的外形小電流塑封式小電流螺旋式大電流螺旋式大電流平板24晶閘管的外形KP螺旋式5晶閘管的外形KP螺旋式25晶閘管的外形平板式6晶閘管的外形平板式26晶閘管模塊7晶閘管模塊27晶閘管的散熱方式自冷式風冷式水冷式8晶閘管的散熱方式自冷式風冷式水冷式28晶閘管的散熱方式水冷式風冷式自冷式9晶閘管的散熱方式水冷式風冷式自冷式293)散熱方式自冷——20A以下風冷——30A-1000A，風速6m/s

水冷——500A-1000A，水質(zhì)電阻率20k/cm,PH值6-8，流量400ml/min，進水溫度35°cA陽極K陰極G（門極）2)符號103)散熱方式自冷——20A以下AKG（門極）230導通的晶閘管電流總是從陽極到陰極。2.簡單的晶閘管整流電路

陽極電壓UAK=Ua

陽極電流IAK=Ia

門極電壓UGK=Ug

門極電流IGK=IgAKGUaIaIg112.簡單的晶閘管整流電路陽極電壓U31P1N1P2N21)內(nèi)部結(jié)構(gòu)四層三端器件

三個PN結(jié)J1,J2,J32)工作原理

條件:G懸空（或加反壓）UAK>0時，J1,J3正偏,J2反偏→A、K間無電流

→正向阻斷狀態(tài)UAK<0時，J1,J3反偏,J2正偏→A、K間無電流→反向阻斷狀態(tài)(1)

阻斷狀態(tài)3.內(nèi)部機理AKGJ1J2J3GJ1J2J3P2N2KP1N1AP2N1AGKP1N1P2N1P2N2

等效電路12P1N1P2N21)內(nèi)部結(jié)構(gòu)四層三端器件三個32條件：AK正偏，GK正偏.加Ig電流→正反饋，晶閘管迅速導通。(2)導通狀態(tài)IA的大小由外電路負載決定(3)關(guān)斷關(guān)斷條件:Ia減小至維持電流IH以下。實現(xiàn)方法:UAK減小到零或加反壓Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1導通過程：

IgIb2Ic2(Ib1)Ic1正反饋過程IA13條件：AK正偏，GK正偏.(2)導通狀態(tài)IA的大小由33

Ic1=1IA+ICBO1

（1-1）

Ic2=2IK+ICBO2

（1-2）

IK=IA+IG

（1-3）

IA=Ic1+Ic2

（1-4）(4)數(shù)量關(guān)系說明:線性條件下成立式中1和2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流由式（1-1）~（1-4）可得

（1-5）Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1V1V214Ic1=1IA+ICBO1（134關(guān)斷方法交流電路利用電壓反向自動關(guān)斷晶閘管直流電路設(shè)置關(guān)斷電路加反壓關(guān)斷晶閘管

小結(jié)①承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。②承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通→導通條件。③晶閘管導通后相當于二極管→單向?qū)щ娦寓芤坏?，門極就失去控制作用→半控性門極常采用正向脈沖信號驅(qū)動→觸發(fā)⑤導通后陽極電流Ia小于維持電流IH才會關(guān)斷→關(guān)斷條件15關(guān)斷方法小結(jié)①承受反向電壓時，不論門35有關(guān)晶閘管的幾個名詞觸發(fā)：當晶閘管加上正向陽極電壓后，門極加上適當?shù)恼蜷T極電壓，使晶閘管導通的過程稱為觸發(fā)。維持電流IH：維持晶閘管導通所需的最小陽極電流。正向阻斷：晶閘管加正向電壓未超過其額定電壓，門極未加電壓的情況下，晶閘管關(guān)斷。硬開通：給晶閘管加足夠的正向陽極電壓，即使晶閘管未加門極電壓也會導通的現(xiàn)象叫硬開通。反向阻斷：當晶閘管加反向陽極電壓時，晶閘管不會導通。16有關(guān)晶閘管的幾個名詞觸發(fā)：當晶閘管加上正向陽極電壓后，門36有關(guān)晶閘管的幾