晶闸管的结构和工作原理

电力电子技术
晶闸管的导通关断条件
导通条件：
除阳极加正向电压，必须同时在门极与阴极之间加 一定的门极电压，有足够的门极电流。
关断条件：
阳极电流小于维持电流IH
电力电子技术
晶闸管的触发原理
A P1N1P2
G N1P2N2
电力电子技术
K
有关晶闸管的几个名词
触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压，
3
反向
正向
暗
电力电子技术
晶闸管的导通实验二
实验 顺序 1 实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua 门极电压 Ua
实验后灯 的情况
结论
正向
反向
暗
2
正向
零
暗
晶闸管同时在正向阳极电压与正向门 极电压作用下才能导通。
3
正向
正向
亮
电力电子技术
晶闸管导通后的实验（原来灯亮）
实验 顺序 1 实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua 门极电压 Ua
晶闸管的结构
电力电子技术
晶闸管的外形
小电流塑封式 大电流平板式
电力电子技术
小电流螺旋式
大电流螺旋式
图形符号
晶闸管的外形
KP螺旋式 电力电子技术
晶闸管的外形
平板式 电力电子技术
晶闸管的散热片
自冷式
风冷式
电力电子技术
水冷式
晶闸管的散热片
水冷式
电力电子技术
自冷式
风冷式
晶闸管的结构
A
P1
N1
P2
使晶闸管导通的过程称为触发。
维持电流IH：维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。 正向阻断：晶闸管加正向电压未超过其额定电压，门极未加电压的情
况下，晶闸管关断。
硬开通：给晶闸管加足够的正向阳极电压，即使晶闸管未加门极电压 也会导通的现象叫硬开通。
反向阻断：当晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管不会导通。
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有关晶闸管的几个特性
晶闸管具有可控性。 晶闸管具有单向导电性。
晶闸管一旦导通，门极将失去控制作用。
导通后流过晶闸管的电流由主电路电源和负载来决定。
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例题
如图，阳极电流为交流电压，门极在t1瞬间合上开关Q， t4时刻开关Q断开，求电阻上的电压波形ud。
Ia
Q Eg 电力电子技术 Ug Rd Ua U2
晶闸管的等效电路(三极管等效电路) A
P1 J1
N1
J2 G P2 J3 N2
电百度文库电子技术
K
晶闸管的等效电路(三极管等效电路) A A P1 J1 N1 N1 G P2 N2 J2 P2 J3 G P1N1P2
N1P2N2
电力电子技术
K
K
晶闸管的表示符号 G G A
G 电力电子技术
K
A K
A A
N2
N2
电力电子技术
K
G
A
晶闸管的结构 A
N2
P1 N1 P2 N2
P1 N1 G P2 J3 J1
K
G
晶闸管是PNPN四层半导体结构。 具有J1、J2、J3三个PN结。 可用三个二极管或两个三极管等效。
J2
N2
电力电子技术
K
晶闸管的等效电路(二极管等效电路) A J1
J2
G J3
K 电力电子技术
晶闸管的导通关断条件
Ia:阳极电流 Ig:门极电流 Ua:阳极电压 Ug:门极电压 实验电路图 电力电子技术
晶闸管的导通关断条件
实 验 电 路 图
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电力电子技术
晶闸管的导通实验一
实验 顺序 1 实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua 门极电压 Ua
实验后灯 的情况
结论
反向
反向
暗
2
反向
零
暗
晶闸管在反向阳极电压作用下，不论 门极为何种电压，它都处于关断状态。
Ud
U2
Ia Q Ug Rd Ud Ua U2
t Ug
Eg
Ud
t1
t2
t3
t4
t
t
电力电子技术
总
结
1、晶闸管有哪些应用？
2、晶闸管的结构和等效电路？
3、晶闸管的导通关断条件？
电力电子技术
实验后灯 的情况
结论
正向
反向
亮
2
正向
零
亮
已导通的晶闸管在正向阳极电压作用 下，门极失去控制作用。
3
正向
正向
亮
电力电子技术
晶闸管导通后的关断实验（原来灯亮）
实验 顺序 实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua 门极电压 Ua
实验后灯 的情况
结论
正向
1
（逐渐 减小到 接近于 零）
任意
暗
晶闸管在导通状态时，当Ea减小到接 近于零时，晶闸管关断。