晶闸管
晶闸管的原理与应用pdf
晶闸管的原理与应用一、晶闸管的基本原理晶闸管是一种电子器件，具有可控硅的特点。
其基本原理如下：1.PN结–晶闸管由P型半导体、N型半导体和P型半导体三层特殊结构构成。
–P型半导体具有正电荷载流子，N型半导体具有负电荷载流子，形成PN结。
2.开关特性–当PN结两端没有电压时，晶闸管处于关断状态。
–当PN结两端有正向电压时，晶闸管依然处于关断状态。
–当PN结两端有反向电压时，当反向电压超过某一临界值时，晶闸管会被击穿，进入导通状态。
3.可控性–通过控制晶闸管的控制电极，可以改变晶闸管的导通时间和导通电流。
–当控制电极施加正脉冲信号时，晶闸管进入导通状态，电流流过。
–当控制电极施加负脉冲信号时，晶闸管恢复关断状态，电流停止流动。
二、晶闸管的应用晶闸管由于其独特的特性，在电力控制、电动机控制和功率供应等领域有着广泛的应用。
1.电力控制–晶闸管可以控制电流的大小和方向，广泛应用于电力变频调速系统中。
–通过调节晶闸管的导通时间和导通电流，可以实现对电力系统的精确控制。
2.电动机控制–晶闸管可以控制电动机的启动、停止和转速等参数。
–通过控制晶闸管的导通时间和导通电流，可以实现对电动机的精确控制。
3.功率供应–晶闸管具有高功率控制能力，适用于高功率负载。
–晶闸管广泛应用于电力系统的功率供应、工业控制和电压变换等领域。
4.电流调制–晶闸管可通过不同的控制方式，实现电流的调制。
–通过改变晶闸管的导通时间和导通电流，可以实现正弦波、脉冲及方波等各种电流波形的调制。
三、晶闸管的优势与发展晶闸管作为一种可控硅器件，具有以下优势：•高可靠性：晶闸管的寿命长，无机械动部件，可靠性高。
•调制能力强：晶闸管能够实现多种电流波形的调制。
•功率控制精度高：晶闸管能够实现对功率的精确控制。
•体积小：晶闸管体积小，便于集成和安装。
晶闸管在过去几十年里得到了快速发展，随着科技的进步，有望在以下领域实现更多突破：1.新能源–晶闸管在风能、太阳能等新能源的开发和利用中有着广阔的应用前景。
晶闸管
晶闸管晶闸管晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一晶闸管产品，并于1958年使其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管工作条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。
它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及全称晶体闸流管。
俗称可控硅。
一种包含3个或3个以上PN结，能从断态转入通态，或由通态转入断态的双稳晶闸管态电力电子器件。
它泛指所有PNPN类型的开关管，也可表示这类开关管中的任一器件。
自1957年美国贝尔电话实验室将第一只晶闸管用于工业领域以来，由于它的优异性能，很快受到各国重视。
随着新材料的出现，新工艺的采用，单只晶闸管的电流容量从几安发展到几千安,耐压等级从几百伏提高到几千伏,工作频率大大提高，器件的动态参数也有很大改进。
80年代普通晶闸管的耐压等级和通流能力达到3500安/6500伏,可关断晶闸管达3000安/4500伏。
随着应用领域的拓展,晶闸管正沿着高电压、大电流、快速、模块化、功率集成化、廉价的方向发展。
当晶闸管加上正向电压（阳极接正，阴极接负）时，若门极电路开路，则J1、J3结处于正偏,J2结处于反偏,其伏安特性与二极管反向特性相似，晶闸管处于正向阻断状态。
若门极对阴极而言加上一定的正向电压,则N2区向P2区注入电子,这些电子经扩散,通过P2区到达2结耗尽层（也称高阻层、阻挡层）,因耗尽层电场的作用，注入电子到达N1区,形成等效晶体管 2的射极电流产生过剩电子。
为了中和过剩电子，必将有等量空穴由P1区注入N1区。
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，具有控制电流的能力。
它由四个半导体层构成，包括一个P型半导体层、一个N型半导体层和两个P型半导体层。
晶闸管可用于控制交流电流，实现电源的开关控制和功率调节。
晶闸管的工作原理可以分为四个阶段：关断状态、导通状态、保持状态和关断状态。
1. 关断状态：在关断状态下，晶闸管的两个PN结都处于反向偏置。
这时，晶闸管的控制端施加负电压，使得PN结之间的耗尽层扩展。
晶闸管处于高阻态，几乎没有电流通过。
2. 导通状态：当晶闸管的控制端施加正电压信号时，PN结之间的耗尽层被压缩，形成一个导电通道。
这时，晶闸管处于导通状态，电流可以通过晶闸管。
晶闸管的导通状态一直持续到电流通过晶闸管的正向电流为零时。
3. 保持状态：一旦晶闸管处于导通状态，即使控制端的电压信号消失，晶闸管也会继续保持导通状态。
这是因为PN结之间的耗尽层压缩，形成的导电通道使得电流可以继续通过。
4. 关断状态：要将晶闸管从导通状态切换到关断状态，需要施加一个反向电压信号或者将晶闸管的电流降至零。
一旦晶闸管处于关断状态，它将保持在该状态，直到下一次控制信号到来。
晶闸管的工作原理可以通过一个简单的电路来说明。
假设我们有一个交流电源和一个负载。
将晶闸管连接到电路中，通过控制端施加正电压信号，晶闸管处于导通状态，电流可以通过晶闸管，负载得到电源供电。
当控制信号消失时，晶闸管将保持导通状态，直到电流降至零或施加反向电压信号将其切换到关断状态。
晶闸管的工作原理使得它在电力控制和电子开关方面具有广泛的应用。
它可以用于调光、电机控制、电源开关和逆变器等领域。
晶闸管的可靠性高、效率高，因此在工业和家庭中得到广泛应用。
总结起来，晶闸管是一种具有控制电流能力的半导体器件。
它通过施加正电压信号来切换到导通状态，电流可以通过晶闸管。
一旦晶闸管处于导通状态，它将保持导通状态，直到电流降至零或施加反向电压信号将其切换到关断状态。
《晶闸管及其应用》课件
《晶闸管及其应用》PPT课件
目 录
• 晶闸管简介 • 晶闸管类型与参数 • 晶闸管应用 • 晶闸管电路设计 • 晶闸管使用注意事项
01
晶闸管简介
晶闸管定义
总结词
晶闸管是一种大功率半导体器件，具有单向导电性。
详细描述
晶闸管是一种由半导体材料制成的电子器件，其工作原理基于半导体的PN结。 它具有单向导电性，即只允许电流在一个方向上流动，而在另一个方向上则截 止。
详细描述
晶闸管作为电力电子器件，在电力系统、工业自动化、新能源等领域发挥着重要作用。通过整流技术，可以将交 流电转换为直流电，满足各种电子设备和电器的需求。逆变技术则将直流电转换为交流电，用于驱动电机、照明 等设备。此外，晶闸管还可以用于开关电路，实现电源的通断控制。
电机控制应用
总结词
晶闸管在电机控制领域应用广泛，可以实现电机的调速和正反转控制。
斩波电路设计
总结词
斩波电路是利用晶闸管快速导通和关断特性 ，将直流电转换为脉冲信号的电路。
详细描述
斩波电路设计主要考虑晶闸管的触发角、关 断角和脉冲宽度等因素，以实现斩波效果。 斩波电路常用于调节电源的输出电压或电流 ，以达到节能或调节系统性能的目的。
05
晶闸管使用注意事项
安全操作注意事项
01 操作前应穿戴好防护用具，确保工作区域 安全。
晶闸管工作原理
总结词
晶闸管由P1、N1、P2、N2四个层构成，利用内部电荷的移 动实现电流的控制。
详细描述
晶闸管由P型半导体和N型半导体交错排列形成P1、N1、P2 、N2四个层。当晶闸管两端加上正向电压时，空穴和电子分 别在P1层和N1层中形成，并形成电流。当晶闸管两端加上反 向电压时，空穴和电子在P2层和N2层中形成，但由于内部电 荷的移动被阻止，电流无法通过。
晶闸管课件.
A2 ～
O
α
α
A1
＋
G
uo
－
2
t
α
可关断晶闸管及其直流调压管相同。
不同之处在于：普通晶闸管在导通后，控制极不再
起作用，只有在阳极电压为零时，晶闸管才会关断
（截止）。而可关断晶闸管
在uA＞0, uG＞0时，由截止变为导通
A
，而在uA＞0, uG＜0时，即加负脉冲
A
形成正反馈过程
T1
R
G EG
T2
EA
+ _
K EA > 0、EG > 0
在极短时间内使两个 三极管均饱和导通，此 过程称触发导通。
晶闸管导电实验
（1）晶闸管截止时，
若uA>0, uG≤0，晶闸管 仍然 截止；
（2）晶闸管截止时，
若uA>0, uG>0,晶闸管由 截止变为导通；
＋
EA
－
S
EG
－＋
（3）晶闸管导通时，若uA>0, uG≤0，晶闸管仍然 导通；
(2) 有源逆变。有源逆变是指把直流电变换成与 电网同频率的交流电，并将电能返送给交流电源。例 如, 目前采用的高压输电工程，将三相交流电先变换 成高压直流电，再进行远距离的输送，到目的地后， 再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率 的交流电供给用户。
(3) 交流调压。 交流调压是指把不变的交流电压 变换成大小可调的交流电压。例如，用于灯光控制、 温度控制及交流电动机的调压调速。
–
D2 –
3.工作波形
t
uO为一个 2O
π+α
α
不完整的全
波脉动电压，
t
它相当于从 O
晶闸管 开关原理
晶闸管开关原理
晶闸管是一种常见的电子器件，具有开关功能。
它的开关原理可以简单描述如下：
晶闸管的结构由四个PN结组成，分别是P1、N1、P2和N2。
其中N1和P2之间是一个控制电极G。
当晶闸管的控制电极G未加电时，晶闸管处于关断状态，不导电。
而当控制电极G加上正向电压时，就会激发P1-N1结的PN结向前偏导通，使得P1-N1结导通，进而激活整个晶闸管。
此时，只要晶闸管的P2-N2结施加足够的正向电压，晶闸管就会一直导通，形成通路。
晶闸管的开关原理主要是通过控制电极G的电压来控制整个器件的导通与关断。
当控制电极G加上正向电压时，晶闸管导通，相当于一个开关闭合，电流可以通过。
而当控制电极G不加电或加上反向电压时，晶闸管处于关断状态，相当于一个开关断开，电流无法通过。
晶闸管的开关原理使其在电力控制、电机控制等领域有广泛的应用。
例如，可以将晶闸管用于交流电路的控制，可以实现对交流电的调节和控制。
此外，晶闸管还可以用于电机的启动和制动，通过控制晶闸管的导通和关断，可以实现对电机的启动、停止和调速等功能。
晶闸管的开关原理是通过控制电极的电压来控制晶闸管的导通和关断，实现电流的通断控制。
这种开关原理使得晶闸管具有广泛的应
用领域，可以实现对电力和电机的精确控制。
晶闸管
峰值电压。
反向重复峰值电压URRM
——在门极断路而结温为额定值 时，允许重复加在器件上的反向 峰值电压。
2）额定电流 通态平均电流 IT(AV）
——在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温 不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的 平均值。标称其额定电流的参数。 ——使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。
1-20
3、型号KP100-3、维持电流 IH=4mA的晶闸管，使用在下图 中是否合理？为什么？(不考虑裕 量）
(1)
(2)
1-21
(3)
1-22
1-13
4）其他参数
（1）维持电流 IH ——使晶闸管维持导通所必需的最小电流。 （2）擎住电流 IL ——晶闸管刚从断态转入通态并移除触发 信号后， 能维持导通所需的最小电流。 对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4 倍。 （3）浪涌电流ITSM ——指由于电路异常情况引起的并使结温 超过额定结温的不重复性最大正向过载电 流。 （4）门极触发电流IGT/触发电压UGT
2.2
半控器件—晶闸管· 引言
晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流 器（Silicon Controlled Rectifier——SCR）
1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。 1958年商业化。 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代。 20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代。 能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量 的场合具有重要地位。
雪崩 击穿
-IA
图1-8 晶闸管的伏安特性
IG2>IG1>IG
（2）反向特性
反向特性类似二极管的反 向特性。 反向阻断状态时，只有极 小的反相漏电流流过。 当反向电压达到反向击穿
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理
晶闸管是一种半导体器件，它具有双向导电性能。
晶闸管的工作原理主要是通过控制晶闸管的触发电压来实现对电流的控制。
晶闸管的结构包括P型半导体和N 型半导体，通过控制晶闸管的触发电压，可以实现对电流的导通和截止。
晶闸管的工作原理可以简单地分为导通状态和截止状态两种情况。
在导通状态下，当晶闸管的触发电压达到一定数值时，晶闸管会从截止状态转变为导通状态，电流可以通过晶闸管流动。
而在截止状态下，晶闸管不导电，电流无法通过晶闸管流动。
晶闸管的工作原理还涉及到晶闸管的触发方式。
晶闸管的触发可以通过外部电压脉冲来实现，也可以通过控制电压来实现。
在晶闸管的触发过程中，需要注意控制触发电压的大小和触发脉冲的宽度，以确保晶闸管可以稳定地从截止状态转变为导通状态。
此外，晶闸管的工作原理还与晶闸管的特性参数有关。
例如，晶闸管的触发电压、保持电流、最大正向电压等参数都会影响晶闸管的工作状态和性能。
在实际应用中，需要根据具体的电路要求选择合适的晶闸管，并合理设置触发电压和控制电压，以确保晶闸管可以稳定可靠地工作。
总的来说，晶闸管的工作原理是通过控制触发电压来实现对电流的控制，包括导通状态和截止状态两种情况。
在实际应用中，需要根据晶闸管的特性参数和具体的电路要求来选择合适的晶闸管，并合理设置触发电压和控制电压，以确保晶闸管可以稳定可靠地工作。
通过对晶闸管工作原理的深入理解，可以更好地应用晶闸管在各种电路中，发挥其作用。
晶闸管的工作原理
晶闸管的工作原理
晶闸管是一种电子器件，它是一种具有双稳态开关特性的半导体器件。
晶闸管由四层结构的半导体材料（P-N-P-N）组成，
其中两个N型区域被P型区域隔开，形成了一个P-N-P-N结构。
在晶闸管的结构中，有三个电极，分别是控制电极（G），阳极（A）和阴极（K）。
当晶闸管处于关断状态时，阳极和阴极之间形成反向偏置，导致晶闸管整体处于高阻态。
此时，无论控制电极施加多少电压，晶闸管都不会导通。
当控制电极施加正向电压时，控制电流流入晶闸管。
当控制电流达到晶闸管的触发电流（也称为“保持电流”）时，晶闸管会
转入导通态。
在这种情况下，即使控制电流降至较低的水平，晶闸管也会保持导通状态。
一旦晶闸管转入导通态，就会导致阳极和阴极之间的电压降低，形成一个低阻态。
这使得晶闸管对于大电流和大功率的传导具有很好的特性。
只有在阳极和阴极电压减小到一个特定的水平，或者当控制电流降低到零时，晶闸管才能转入关断态。
晶闸管的主要特点是具有双稳态开关特性，即只需一次触发就可以保持导通态，直到有特定条件发生为止。
因此，晶闸管常被用作交流电路中的开关元件，比如用来控制电机、灯光和其他高功率设备的开关。
此外，晶闸管还可以用于变压器的控制、电压/电流调节以及信号放大等应用。
它在电力系统中的应用
非常广泛。
晶闸管的用途
晶闸管的用途晶闸管是一种半导体器件，由于其独特的电流控制特性，被广泛应用于电力电子领域。
晶闸管的用途多种多样，包括电力控制、电压调节、频率变换等。
下面将详细介绍晶闸管在不同领域的应用。
一、电力控制领域晶闸管在电力控制领域起到了重要的作用。
在交流电路中，晶闸管可以实现对电流的控制，从而实现对电器设备的开关控制。
例如，在家庭中，我们可以利用晶闸管控制灯光的亮灭，实现对照明的控制。
此外，晶闸管还可以用于电动机的启动和停止，实现对电动机的控制。
晶闸管具有快速开关速度和较大的电流承载能力，因此非常适合用于电力控制。
二、电压调节领域晶闸管还可以用于电压调节。
在电力系统中，晶闸管可以通过控制通断时间比例来调节电压的大小。
例如，晶闸管可以用于调节电动车的电池电压，从而控制电动车的速度。
此外，晶闸管还可以用于调整电力系统中的电压波形，实现对电力系统的稳定控制。
三、频率变换领域晶闸管还可以用于频率变换。
在交流电路中，晶闸管可以通过控制通断时间比例来改变电流的频率。
例如，晶闸管可以用于变频器中，实现对电机的转速调节。
此外，晶闸管还可以用于交流输电线路中的换流器，将交流电转换为直流电，以实现电力的长距离传输。
四、其他领域除了上述应用领域，晶闸管还有其他一些应用。
例如，在电焊领域，晶闸管可以用于电焊机的控制，实现对电流的调节。
在电动汽车领域，晶闸管可以用于电动汽车的充电系统，实现对电池充电的控制。
此外，晶闸管还可以用于电力系统中的保护装置，如过电流保护、过压保护等。
总结起来，晶闸管的用途十分广泛，涵盖了电力控制、电压调节、频率变换等多个领域。
晶闸管具有快速开关速度和较大的电流承载能力，因此在电力电子领域具有重要的地位。
随着科技的不断发展，晶闸管的应用还将不断扩展，为电力电子领域的发展带来更多可能性。
晶闸管工作的原理及应用
晶闸管工作的原理及应用1. 晶闸管的基本原理晶闸管是一种半导体器件，通过控制晶闸管的阀值电压和触发电流，可以实现对电流的控制。
它具有双向导电性和开关特性，广泛应用于电力控制、调速、变频等领域。
1.1 结构晶闸管由四个半导体材料P-N-P-N组成，形成三个P-N结。
其中，P-N结1和P-N结3称为大型P-N结，P-N结2称为小型P-N结。
晶闸管的主要结构包括P 型层、N型层、门极、触发极和阳极。
1.2 工作原理晶闸管的工作原理可以概括为以下几个过程：1.断态：当晶闸管的阳极电压低于阀值电压时，晶闸管处于断态，没有电流通过。
此时，晶闸管相当于两个二极管反向串联。
2.导通态：当晶闸管的阳极电压高于阀值电压，并且在控制极上施加了足够的正向触发电流时，晶闸管会进入导通态。
此时，晶闸管相当于一个低阻抗导通通道，允许电流从阳极流向阴极。
3.关断态：当晶闸管进入导通态，在没有外部触发信号的情况下，晶闸管会一直保持导通。
要将晶闸管从导通态转变为断态，需要在控制极上施加一个负向脉冲，称为关断触发。
1.3 特性晶闸管具有以下特点：•双向导电性：晶闸管可以实现正向和反向的导通，电流可以在两个方向上流动。
•可控性：通过调整控制极上的触发电流和门极电压，可以实现对晶闸管的导通和关断进行精确控制。
•耐压能力：晶闸管可以承受较高电压，适用于高压、大功率的电力控制系统。
2. 晶闸管的应用领域晶闸管由于其独特的工作原理和特性，在许多领域具有广泛的应用。
2.1 电力控制晶闸管被广泛应用于电力传输和分配系统中。
通过控制晶闸管的导通和关断，可以实现对电力的调控和分配，提高电网的稳定性和效率。
在电力系统中，晶闸管常用于交流调光、电炉控制、电力变换和电压调节等方面。
2.2 调速和变频晶闸管可以用于电机的调速和变频控制。
通过控制晶闸管的导通时间和关断时间，可以实现对电机转速的调节。
这种调速方式简单可靠，可以满足不同负载下的转速要求。
2.3 电子制冷晶闸管在电子制冷领域也得到了广泛应用。
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理
晶闸管是一种半导体器件，它具有双向导电性能，可以实现电流的控制和开关
功能。
晶闸管的工作原理主要包括触发、导通和关断三个阶段。
首先，当晶闸管的阳极和阴极之间加上适当的触发脉冲，晶闸管就会进入触发
阶段。
在这个阶段，晶闸管的控制极和阳极之间形成一个电流通道，使得晶闸管进入导通状态。
这个过程类似于晶体管的放大作用，只不过晶闸管的控制极是双向的，可以实现双向导通。
接着，一旦晶闸管进入导通状态，它就可以承载电流并保持导通。
在这个阶段，晶闸管的主要作用是将电流从阳极传输到阴极，实现电路的导通。
这种导通状态可以持续一段时间，直到外部的控制信号将晶闸管切换到关断状态。
最后，当外部的控制信号到来时，晶闸管就会进入关断阶段。
在这个阶段，晶
闸管的导通状态被切断，电流无法再通过晶闸管。
这样就可以实现电路的断开和开关功能，从而实现对电流的控制。
总的来说，晶闸管的工作原理是通过触发、导通和关断三个阶段来实现对电流
的控制和开关功能。
它具有双向导电性能，可以在交流电路和直流电路中实现电流的控制和转换。
因此，晶闸管在电力控制和变流器等领域有着广泛的应用。
通过深入理解晶闸管的工作原理，可以更好地应用和设计电路，提高电路的效率和可靠性。
晶闸管的分类
晶闸管的分类
1. 嘿，晶闸管有普通晶闸管这一类呀！你看，就像咱家里常用的那种普通电器一样，虽然没啥特别突出的，但却是不可或缺的呢！像一些基础的电路控制中，它就默默地发挥着重要作用哦！
2. 双向晶闸管知道不？这可神奇啦！可以双向导通哦！想象一下，就像一个道路，可以双向通车一样，多牛呀！在交流电路中它可是经常露脸的哟！
3. 快速晶闸管，这可是个厉害角色呢！速度超快的，就好比跑步比赛里的飞毛腿选手，反应迅速！在那些对响应速度要求高的地方，它可厉害着呢！
4. 可关断晶闸管，哇哦，这名字就很霸气吧！它就像一个能随时开关的大闸门，想关就关，想开就开！在一些需要精确控制的场合，它绝对是主角呀！
5. 光控晶闸管，是不是听起来就很高科技！就像有个魔法遥控器一样，靠光来控制它呢！在一些光控的系统里，它可出风头啦！
6. 逆导晶闸管，这可有意思了！既能像晶闸管那样工作，又能像二极管一样，是不是很特别呀！就像一个人有两种超能力一样，厉害得很呢！
7. 温控晶闸管，好像能感知温度似的呢！温度一变它就跟着起作用，像个对温度超级敏感的小精灵！在温度控制领域，它可是立下汗马功劳哟！
8. 高压晶闸管，那可是能承受高压的猛将呀！面对高压力量毫不退缩，就像勇敢的战士坚守阵地一样！在高压环境下稳定工作呢！
9. 还有一种叫特大功率晶闸管的，哇，一听就知道功率超级大，简直是个巨无霸啊！在那些需要极大功率的场合，它可就派上大用场啦！
总之，晶闸管的分类可真多啊，每一种都有自己独特的本领和用处！咱可得好好了解它们，才能更好地利用这些厉害的小家伙们呀！。
晶闸管绝对详细文档
按关断、导通及控制方式分类晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。
按引脚和极性分类晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。
按封装形式分类晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。
其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。
按电流容量分类晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。
通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。
按关断速度分类快速晶闸管晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。
工作原理晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。
晶闸管的工作条件：1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。
2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。
3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。
4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。
1.5v主要参数晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结图1，可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管图2当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。
图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。
因此，两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门机电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。
晶 闸 管
课堂思考
额定电流选择
对于特定电流波形，其有效值和平均值的比值成为波形 系数Kf=Irms/IAV，按有效值相等原则选择晶闸管额定电流
对于一只额定电流IT(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有 效值应该为157A（考虑正弦半波波形系数）。
14
课堂思考
例：电流波形不同，而电流平均值均为IAV= 100A 时，晶闸管额定电流选择是否相同。
4
晶闸管
晶闸管的静态特性
➢ 晶闸管的关断
IAK<IH（维持电流），内部正反馈不能维持而关断 方法：①增大负载阻抗、②切断电流、③UAK < 0
➢ 门极伏安特性
G、K之间是PN结，特性类似二极管特性，但反 向电流较大
可靠触发的保证：IGK足够大（足够的UGK)、但不 超过极限功率
5
晶闸管
9
晶闸管
晶闸管主要参数
➢ 额定电流
擎住电流 IL
晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需 的最小电流
对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍
浪涌电流ITSM
指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性 最大正向过载电流
10
晶闸管
晶闸管主要参数
➢动态参数
晶闸管的开通时间tgt与关断时间 tq：含义如前所述 断态电压临界上升率du/dt
Kf
Irms I AV
1.11
100A的电流平均值对应的有效值: Irms 100 1.11 111A
额定电流选择：
IT(AV)
ksai
111 1.57
2
70.7A
(ksai 2)
18
课堂思考
（3）方波半波整流电流波形状态，阴影部分波形
晶闸管
概述
可控硅的优点很多，例如：以小功率控制 大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反 应极快，在微秒级内开通、关断；无触点 运行，无火花、无噪音；效率高，成本低 等等。 可控硅的弱点有静态及动态的过载能力较 差；容易受干扰而误导通。
概述
普通可控硅主要用于大功率的交直流变换、调压等。 双向可控硅主要用于电机控制、电磁阀控制、调温及调 光控制等方面 。 可控硅的三个电极分别用字母A(表示阳极)、K（表示 阴极）、G（表示门极）。
可控硅等效图解图
单向可控硅的工作原理
当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。 此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便 有基流Ib2流过，经BG2放大，其集电极电流Ic2=β2Ib2。 因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以Ib1=Ic2。 此时，电流Ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流 Ic1=β1Ib1=β1β2Ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表 成正反馈，使Ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两 个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。 由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所 以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电 流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态， 由于触发信号只起触发作用，没有关断功 能，所以这种可控硅是不可关断的。
单向可控硅主要特性参数
1、额定通态平均电流（IT（AV）） 2 、断态重复峰值电压（VDRM） 3 、反向重复峰值电压（VRRM） 4 、断态重复平均电流（IDR（AV）） 5 、反向重复平均电流（IRR（AV）） 6、通态平均电压（VTM（AV）） 7 、门极触发电流（IGT） 8 、门极触发电压（VGT） 9 、断态电压临界上升率（du/d t） 10、维持电流（IH） 11、擎住电流（IL） 12、浪涌电流（ITSM） 13、额定结温（T j M）
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理引言概述：晶闸管是一种常用的电子器件，广泛应用于电力控制和电子调节领域。
本文将详细介绍晶闸管的工作原理，包括结构组成、工作方式和特点等方面。
一、晶闸管的结构组成1.1 PN结构：晶闸管由PN结构组成，其中P层和N层分别为P型半导体和N 型半导体。
PN结构是晶闸管的基本单元，它决定了晶闸管的导通和截止。
1.2 控制极：晶闸管还包括一个控制极，通常称为G极或者门极。
控制极通过控制电流来控制晶闸管的导通和截止。
1.3 金属触发极：晶闸管还具有一个金属触发极，用于触发晶闸管的导通。
触发极通常由金属片组成，通过施加正向电压来触发晶闸管的导通。
二、晶闸管的工作方式2.1 导通状态：当晶闸管的控制极施加正向电压时，PN结的正向偏置会导致电流从P层流向N层，形成导通状态。
此时，晶闸管的电阻很小，电流可以通过。
2.2 截止状态：当晶闸管的控制极施加反向电压时，PN结的反向偏置会阻挠电流流动，晶闸管处于截止状态。
此时，晶闸管的电阻很大，电流无法通过。
2.3 触发导通：当晶闸管的触发极施加正向电压时，触发电流会通过触发极和控制极，使得晶闸管从截止状态变为导通状态。
触发导通后，即使控制极的电压变为零，晶闸管仍然保持导通状态。
三、晶闸管的特点3.1 可控性：晶闸管具有良好的可控性，可以通过控制极的电压来控制晶闸管的导通和截止。
3.2 高电压和高电流：晶闸管能够承受较高的电压和电流，适合于高功率电力控制。
3.3 快速开关速度：晶闸管的开关速度较快，能够实现高频率的开关操作。
3.4 低功耗：晶闸管在导通状态时的功耗较低，能够提高电路的效率。
四、晶闸管的应用领域4.1 电力控制：晶闸管广泛应用于电力控制领域，如交流电调光、电动机控制等。
4.2 电子调节：晶闸管也被用于电子调节领域，如变频调速、电炉温度控制等。
4.3 电子开关：由于晶闸管具有快速开关速度，它还可以用作电子开关，实现高频率的开关操作。
结论：本文详细介绍了晶闸管的工作原理，包括结构组成、工作方式和特点等方面。
晶闸管的类型及应用
晶闸管的类型及应用晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，是由四个层状结构的PNPN结构组成的，其中两个PN结为控制极，另外两个PN结为输出极。
常见的晶闸管有三个主要类型，分别为可控硅（SCR）、双向可控硅（Triac）和反向可控三极晶闸管（RCT）。
可控硅（SCR）是晶闸管的一种常见类型，它只允许电流在一个方向上流动。
当控制极施加一个正脉冲时，SCR被打开并允许电流通过，直到电流降至零或检测到负脉冲为止。
SCR具有非常高的电流承载能力和耐压能力，因此在高功率控制和电力系统应用中被广泛使用。
它们常用于电机调速、电压调节、充电电路等领域。
双向可控硅（Triac）是一种双向可控晶闸管，它可以在电流的正半周期和负半周期中都可以导通。
Triac可以用来控制交流电设备的功率，如调光器、热控器、电动工具等。
由于Triac具有双向导通性，它也可以用于交流电的改变相位控制。
反向可控三极晶闸管（RCT）是一种在一定的工作原理下使用的特殊晶闸管，它具有单向导通的特性。
在电流正半周期时，RCT工作状态与普通SCR相同，但在电流负半周期时，它会停止导通。
因此，RCT通常用于需要有选择地控制交流电流的电路，如液压泵控制、交流电弧焊机等。
晶闸管是半导体器件的一种，优点包括可靠性高、寿命长、易于控制，并且可承受高电流和高压。
因此，晶闸管在许多应用中都发挥了重要作用。
首先，晶闸管常用于交流电控制。
例如，通过对晶闸管的触发电压和触发角进行调整，可以精确地控制交流电的导通时间，从而实现交流电的调光、温度控制等功能。
其次，晶闸管广泛应用于电机控制。
通过晶闸管，可以实现电动机的调速和反转控制。
这在许多工业和家用设备中都有应用，如风扇、空调、洗衣机等。
此外，晶闸管还常用于直流变交流的逆变电路中。
逆变器将直流电转换为交流电，使得直流电源可以用于交流设备。
晶闸管的可控性和高电流承载能力使其成为逆变器的关键组件之一。
除此之外，晶闸管还有一些特殊应用。
第一章：电力电子器件晶闸管
2．反向重复峰值电压URRM：在门极断路而结温为额定值时，允许 重复加在器件上的反向峰值电压。
3．通态（峰值）电压UTM：晶闸管通以某一规定倍数的额定通态 平均电流时的瞬态峰值电压。
4．额定电压：取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件 的额定电压。选用晶闸管时，额定电压要留有一定裕量。
最小门极电流； ● UGr：指产生触发电流 IGr 所需门极电压值； ● 环境温度高时需要的 Igr 和 Ugr 要小些；
环境温度低时需要的 IGr 和 Ugr 要大些； ● 同一型号晶闸管门极特性分散性较大，因此触发电路送出的
触发电流和触发电压应适当大于额定值的上限，但不能超过 最大电流、电压和功率极限。
雪崩 击穿
IH
IG2
IG1 IG=0
O
UDRM Ubo +UA
UDSM
-IA
一．静态特性
§1.3.2 晶闸管的基本特性
1．正向特性：器件施加正向电压，IG=0 时，正向阻断状态，只有 很小的正向漏电流流过；正向电压超过临界极限——正向转折
电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通； ● 随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低；
IC2＝2 IK ＋ ICBO2
（1－2） ICBO：共基极漏电流
I K＝IA＋IG
（1－3）
IA＝Ic1＋Ic2
（1－4）
IA
2 I G I CBO1 I CBO2 1 ( 1 2 )
（1－5）
★ 晶闸管中的晶体管特性为：
● 在低发射极电流下 是很小的； ● 而当发射极电流建立起来之后， 迅速增大。
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晶闸管
1、认识
1.1 晶闸管的表示方法
晶闸管是晶体闸流管(Thyristor)的简称，俗称可控硅，它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
它有三个极：阳极（A）、阴极（K）和门极（或控制极）（G）。
电力电子上常用的单向晶闸管KP5A/1000V 作为整流器件。
电子学上常用2P4M。
双向晶闸管的三个极分别为：第一阳极A1，第二阳极A2和控制极G。
1.2 晶闸管的种类
1）按关断、导通及控制方式分类
晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管（单向晶闸管）、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。
2）按引脚和极性分类
晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。
3）按封装形式分类
晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。
其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。
4）按电流容量分类
晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。
通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。
5）按关断速度分类
晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。
下图是晶闸管的电路图形符号和晶闸管的外形。
1.3 晶闸管的工作原理
1.3.1 晶闸管工作电路的组成
晶闸管在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。
1.3.2 晶闸管的工作条件
1）晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。
2）晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才能导通。
3）晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。
4）晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。
1.3.3 普通晶闸管的工作原理
当晶闸管反向连接（即A极接电源负端，K极接电源正端）时，无论门极G所加电压是什么极性，晶闸管均处于阻断状态。
当晶闸管正向连接（即A极接电源正端，K极接电源负端）时，若门极G所加触发电压为负时，则晶闸管也不导通，只有其门极G加上适当的正向触发电压时，晶闸管才能由阻断状态变为导通状态。
此时，晶闸管阳极A极与阴极K极之间呈低阻导通状态，A、K极之间压降约为1V。
普通晶闸管受触发导通后，其门极G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，晶闸管将维持低阻导通状态。
只有把阳极A电压撤除或阳极A、阴极K之间电压极性发生改变（如交流过零）时，普通晶闸管才由低阻导通状态转换为高阻阻断状态。
普通晶闸管一旦阻断，即使其阳极A与阴极K之间又重新加上正向电压，仍需在门极G和阴极K之间重新加上正向触发电压后方可导通。
普通晶闸管的导通与阻断状态相当于开关的闭合和断开状态，用它可以制成无触点电子开关，去控制直流电源电路。
1.4 晶闸管的作用
晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
2、测试与判别好坏
2.1 单向可控硅的检测（2P4M）
1）选择万用表二极管档，用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电压降,至找出读数为650mV左右的一对引脚，此时红笔接的引脚为控制极G，黑笔接的引脚为阴极
K，另—空脚为阳极A。
2）将红笔接已判断了的阳极A，黑表笔仍接阴极K，此时万用表没有读数，用短接线瞬间短接阳极A和控制极G，此时万用表读数为700mV左右。
如阳极A接黑表笔，
阴极K接红表笔时，按照上述方法,万用表应无读数，如果万用表仍然还有读数，
则说明该单向可控硅已击穿损坏。
2.2 双向可控硅的检测
1）选择万用表选二极管档，用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电压降至,找出有读数的一对引脚，此时红笔接的引脚为控制极G，黑笔接的引脚为第一阳极A1，另—空脚为第二阳极A2。
2）再仔细测量A、G极间正反向电压降，读数相对较大的那次测量的红表笔所接的引脚为第一阳极A1，黑表笔所接引脚为控制极G。
3）确定A1、G极后，将黑表笔接已确定了的第二阳极A2，红表笔接第一阳极A1，此时万用表无读数。
再用短接线将A2、G极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，此
时万用表有读数。
随后断开A2、G极短接线，万用表仍然保持读数。
4）互换红黑表笔接线，红表笔接第二阳极A2，黑表笔接第一阳极A1，此时万用表无读数。
再用短接线将A2、G极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，此时万用表有
读数。
随后断开A2、G极短接线，万用表仍然保持读数。
5）符合以上规律，说明被测双向可控硅管未损坏且三个引脚极性判断正确。
2.3 可控硅系列
2.3.1测试器具
1) 万用表。
2) DJK06挂件上给定模块。
3) DJK09挂件上调压和整流模块。
4) D42挂件。
2.3.2 测试方法
2.3.2.1 KP5A-1000V的测试方法
用万用表的红、黑两表笔测量可控硅的门极（G）和阴极（K）之间的阻值应大于50Ω。
KP5A-1000的图示如下图：A：阳极，K：阴极G：门极；参数表示的意思是：5A是额定工作
电流，1000V是最高耐压值。
在测量过程中要用红表笔接“G”，黑表笔接“K”，阻值应在50Ω以上，但是将红，黑表笔反过来，用红表笔接“K”，黑表笔接“G”，此时测量的阻值应大于上面测量的阻值；即RGK＜RKG，符合以上的条件才是合格的。
2.3.2.2 MTC20A-1600V的测试方法
它用在大电流的回路中，它的结构如下图：它是两个可控硅封装成一个整体，并将A1，K2接在一起。
A：阳极，K：阴极G：门极，只是有两组用数字区分一下。
20A是额定工作电流，1600V是最高耐压值。
我们采用下面的方法来测量KP5A-1000和MTC20A-1600V都可以用下图来测量的，接线图如下：
测试接线图
测试过程：对于KP5A-1000来说，用万用表测量门极和阴极的阻值是可以的，但对于MTC20A-1600V来说，它是大电流器件，门极和阴极的阻值很小，只好用上图的方法测量了，它是两个封装在一起，测量时要注意每个可控硅的三个引出端，对应的三个极，即“G”、“K”、“A”。
按上图接线，0～220V的直流电压可从DJK09上取得，R负载用两个900Ω的并联。
给定电压可以从DJK06上的给定电压模块中取得。
先加上直流电压，然后慢慢调节电位器，用万用表测量电阻R两端的电压的变化，从而判断该管的好坏。
上述的两种型号的管子，它们的检测方法是一样的，只是其电压参数和电流参数不一样而已。