晶闸管及应用

G
T1
ßig
的方法：
ig
• 加大回路电阻，使晶闸管中电
流小于某一值IH时，正反馈效
K
应不能维持。
IH：最小维持电流
• 减小UAK，使晶闸管中电流小 于某一值IH。
晶闸管的工作原理小结
（1）晶闸管具有单向导电性。 正向导通条件：A、K间加正向电 压，G、K间加触发信号。
（2）晶闸管一旦导通，控制极失去作用。 若使其关断，必须降低 UAK 或加 大回路电阻，把阳极电流减小到 维持电流以下。
特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、 容量大（正 向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。
应用领域：
• 整流（交流 直流） • 逆变（直流 交流） • 变频（交流 交流） • 斩波（直流 直流）
此外还可作无触点开关等。
§10.1 工作原理
10.1.1 结构
四 层 半 导 体
A（阳极）
三
P1
DSM 电压
4. UTAV ：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、 阴两极间的电压平均值。 一般为1V左右。
5. IH：最小维持电流 在室温下，控制极开路、晶闸管被触发导通后， 维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十 到一百多毫安。
6. UG、IG：控制极触发电压和电流 在室温下， 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 1~5V，IG 为几十到几百毫安。
ITAV
t
2
ITAV 210Imsi ntd(t)Im
额定通态平均电流即正向平均电流。 通用系列为：
1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400 500、600、800、1000A 等14种规格。
反向击穿电压
URSM
I 额定
正向 平均
IF
电流
IH
URRM
UDRM
U U 正向转折
10.2.2 主要参数
1. UDRM：断态重复峰值电压 晶闸管耐压值。一般取 UDRM = 80% UDSM 。 普通晶闸管UDRM 为 100V---3000V
反向击穿电压
URSM
额定 正向
IFI
Fra Baidu bibliotek平均
电流 IH
UDRM
U U 正向转折
DSM 电压
2. URRM：反向重复峰值电压
控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反 向重复电压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶 闸管URRM为100V--3000V）
晶闸管型号
K
通态平均电压（UTAV） 额定电压级别（UDRM） 额定通态平均电流 （ITAV） 晶闸管类型 P---普通晶闸管 K---快速晶闸管 S ---双向晶闸管 晶闸管
晶闸管电压、电流级别：
额定通态电流（ITAV）通用系列为 1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400 500、600、800、1000A 等14种规格。
额定电压（UDRM）通用系列为： 1000V以下的每100V为一级，1000V到3000V的 每200V 为一级。
通态平均电压（UTAV）等级一般用 A ~ I字母表示：
由 0.4 ~ 1. 2V每 0.1V 为一级。
§10.3 可控整流电路
10.3.1 单相半波可控整流电路
一、电阻性负载
1. 电路及工作原理
uG
A
G
K
u1
uT u2
RL
uL
2. 工作波形(设u1为正弦波)
u2
：控制角 ：导通角
§10.2 特性与参数
10.2.1 特性 I
额定正向 平均电流
IF
反向击穿电压
URSM URRM
IH
维持电流
导通后管压降约1V
IG3> IG2 > IG1 IG3 IG2 IG1=0A
U
反向
正向
UDRM UDSM
正向转折电压
U -- 阳极、阴极间的电压 I -- 阳极电流
正向特性： 在阳极和阴极间加正向电压。
反向击穿电压
URSM
额定 正向
IFI
平均
电流 IH
URRM
UDRM
U U 正向转折
DSM 电压
3. ITAV：通态平均电流
环境温度为40。C时,在 电阻性负载、单相工频 正弦半波、导电角不小于170o的电路中，晶闸管 允许的最大通态平均电流。普通晶闸管 ITAV 为 1A---1000A。）
i
ITAV含义
A 控制极开路时： PN结P1N1、P2N2正向偏
置，N1P2反向偏置，晶闸管截止。
P1
随UAK的加大，阳极电流逐渐增加。当
N1 G
P2
U = UDSM时，PN结N1P2反向极击穿， 晶闸管自动导通。正常工作时， UAK 应小于 UDSM 。
N2
UDSM：断态不重复峰值电压，又称正向
K
转折电压。
若在G和K间加正向电压：UGK越大，则UDSM越小。
形成正反馈
晶闸管迅速导通
ig = ib1
ic1 = ig = ib2
ic2 =ßib2 = ig = ib1
2. 晶闸管导通后，去掉UGK 依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态。
3. 晶闸管截止的条件：
A
(1) 晶闸管开始工作时 ，UAK加
反向电压，或不加触发信号
ßßig
T2
（即UGK = 0 ）。
(2) 晶闸管正向导通后，令其截止
UGK足够大时，正向特性与二极管的正向特性类似。
反向特性： 在阳极和阴极间加反向电压。
A P1
这时PN结P1N1、P2N2反向偏置， N1P2正向偏置，晶闸管截止。
N1
随反向电压的增加，反向漏电流
G 稍有增加，当 U = URSM 时，反向
P2
极击穿。正常工作时，反向电压
N2
必须小于URSM。
K
URSM ：反向不重复峰值电压。
个
PN
N1
结
P2
G（控制极）
N2
K（阴极）
10.1.2 工作原理 A
A
A G
K 符号
P1
N1 G
P2 N2
K
P
NN G
PP
N
K 示意图
A
P G NN
PP N
K
A
ßßig
T2
G
T1
ßig
ig
K
等效为由二个 三极管组成
A
ßßig
T2
G
T1
ßig
ig
K
1. UAK > 0 、UGK>0时
T1导通
T2 导通 T1 进一步导通
晶闸管及应用
第十章 晶闸管及其应用
§10.1 工作原理 §10.2 特性与参数 §10.3 可控整流电路 §10.4 触发电路 §10.5 单结管触发的可控整流电路 §10.6 晶闸管的其它应用 §10.7 晶闸管的保护及其它类型
晶闸管（Thyristor）
别名：可控硅（SCR)（Silicon Controlled Rectifier） 是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它 的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领 域。