晶闸管相关知识点总结

晶闸管相关知识点总结
一、晶闸管的基本结构
晶闸管由四层P-N结组成，常用的结构有NPNP和PNPN两种。

NPNP结构的晶闸管由N
型半导体和P型半导体交替组成，其中N1P1之间为薄的P2层，称为控制层。

PNPN结
构的晶闸管则由P型半导体和N型半导体交替组成，其中P1N1之间为薄的N2层，也称
为控制层。

在两种结构中，N1和P2之间或P1和N2之间的结被称为触发结，控制层P2
或N2与外接的触发电压信号V_g相结，当V_g增大到一定数值时，触发结打开，晶闸管
导通，电流通过。

晶闸管的最大阳极与阴极电压称为额定阳极电压U DRM，最大阳极电流称为额定阳极电流I DRM。

二、晶闸管的工作原理
晶闸管的工作原理可以从触发过程和导通过程两个方面来解释：
1.触发过程
晶闸管的触发过程是从晶闸管关断状态转变成导通状态的过程。

在正常工作状态下，晶闸
管的阳极与阴极两端之间的电压为正向电压，晶闸管是处于关断状态的。

当控制层加上一
个正脉冲电压时，触发结上的电场会产生漏极扩散，从而使控制层中的电子和空穴向N1
层或P1层运动。

如果控制层中的载流子浓度高于某个值，那么触发结的电阻就会下降，
电流将通过触发结，使晶闸管进入导通状态。

2.导通过程
当晶闸管处于导通状态时，阳极和压电传输的电流都是主要的通电要素。

此时晶闸管的特
性曲线显示出电流与电压之间的非线性关系。

当电流I G增加，晶闸管的触发电压U GT
几乎不变，但是阳极电流I A与触发电流I G呈线性关系。

当晶闸管的阳极电压增加，电
流增大，但是增加的速度并非线性关系。

当电压继续增大时，电流稳定在一个较大的数值。

在导通状态下，晶闸管相当于一个两端电压少量扩大的二极管。

三、晶闸管的特性
晶闸管的特性可以从静态特性和动态特性两个方面来讨论：
1.静态特性
晶闸管的静态特性包括触发特性和导通特性两个方面：
触发特性是指晶闸管在不同触发电流和触发电压条件下的触发特性曲线。

当触发电流I G
增加时，触发电压U GT基本不变，这种关系在实际电路中经常用来测量晶闸管的参数。

触发特性曲线的斜率表示晶闸管的内电阻大小，斜率越大，内电阻越小。

导通特性是指晶闸管在导通状态下的特性。

导通特性曲线显示了晶闸管的电流和电压之间的非线性关系。

通常情况下，晶闸管导通特性呈S型曲线，当阳极电压增加时，电流增加也较为迅速。

2.动态特性
晶闸管的动态特性包括触发特性和关断特性两个方面：
触发特性是指晶闸管在触发条件下的响应时间。

触发时间是晶闸管从关断到导通的响应时间，通常在几微秒到几毫秒之间。

反触发时间是晶闸管从导通到关断的响应时间，通常在几微秒到几十微秒之间。

关断特性是指晶闸管在关断条件下的响应时间。

关断时间是晶闸管从导通到关断的响应时间，通常在几十微秒到几百微秒之间。

这些响应时间对于晶闸管在高频电路中的应用至关重要。

四、晶闸管的应用领域
晶闸管具有控制能力、传输能力和放大能力，适合于高压、大电流和高频率的电路应用。

因此，在工业和电子领域中有广泛的应用。

1.电力控制领域
晶闸管常用于直流和交流整流电路中的电力控制和调速。

在交流电力系统中，晶闸管可以将交流电压变换成直流电压，用于电动机调速、照明系统控制、温度控制等。

2.电子变频器
晶闸管在电子变频器中起着关键作用，通过改变晶闸管的导通角度和导通时间来控制交流电机的转速和电机的工作状态。

电子变频器广泛应用于电梯、空调、电动车等领域。

3.交流电动机驱动
晶闸管在交流电动机驱动系统中有重要的应用，可用于调整电动机的速度和转矩，实现电机的精确控制和高效运行。

总结
晶闸管作为一种重要的半导体器件，在电力控制、电子变频器和交流电动机驱动等领域有着广泛的应用。

本文从晶闸管的基本结构、工作原理、特性及应用领域等方面对晶闸管进行了相关知识的总结，希望能够对读者有所帮助，谢谢。