第五章晶闸管及其整流电路补充内容
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i
IF
2
t
普通晶闸管IF为1A — 1000A。
2020/12/5
IH: 维持电流
在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导 通状态所必须的最小电流。
UF一: 通般态IH平为均几电十压~（一管百压多降毫）安。
在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时， 晶闸管阳、阴极间的电压平均值。 一般为1V左右。
UG、IG：控制极触发电压和电流
2020/12/5
晶闸管关断的条件
• 晶闸管的关断 只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采用：
阳极电压反向 减小阳极电压 增大回路阻抗
2020/12/5
四、伏安特性（静特性）
(I f(U)曲线 )
正向平均电流
I IF
维持电流
UBR URRM
IH
o U
反向转折电压
_+
反向特性
+_
IG2 > IG1 > IG0 IG2 IG1 IG0 UFRMUBO U
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到5V，IG为几十到几百毫安。
2020/12/5
动态参数
除开通时间tgt和关断时间tq外，还有： 断态电压临界上升率du/dt
——指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通 态转换的外加电压最大上升率。
正向转折电压
正向特性
2020/12/5
1) 正向特性
I向G=电0压时，，只器有件很两小端的施正加向正
漏电流，正向阻断状态。
正向电压超过正向转折电
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。 晶闸管本身的压降很小， 在1V左右。
2020/12/5
IA 正向 导通
第五章 晶闸管及其整流电路（补充内容）
• 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，
2020/12/5
IA 正向 导通
U RSM U RRM UA
雪崩 击穿
IH
IG2
IG1 IG=0
O
U DRM U bo +U A
U DSM
-IA
晶闸管的伏安特性
五. 动特性
iA 100%
90%
10% 0 td tr
u AK
O
t IRM
t
trr
U RRM tgr
2020/12/5
晶闸管的开通和关断过程波形
(A)
KP 50 50
KP 100 100
100 ~
3000
100 8 <3.5 30 50 940 1 0.15 /
~ 150
115 10 <4 100 80 1880 1 0.15 /
平均 重复 重复 定 触发 触发 电压 电流 电流 不触 不触 正向
型 号
电流 IT(AV)
(A)
峰值 电压 UDRM
(V)
峰值 电压 URRM
(V)
结 温 TJM
(℃ )
电流 IGT
(mA)
电压 VGT
(V)
临界 上升
率
临界 上升
率
ITSM
(A)
发电 流 IGD
(mA)
发电 压 VGD
(V)
峰值 电流 IGFM
- U RSM U RRM UA
雪崩 击穿
IH
IG2
IG1 IG=0
O
U DRM U bo +U A
U DSM
-IA
晶闸管的伏安特性(IG2>IG1>IG)
2) 反向特性
施加反向电压时，伏安特 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 电压后，可能导致晶闸管 发热损坏。
晶闸管导通的条件
• 晶闸管正常导通的条件： 1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压，UAK>0 2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和 电流， UGK>0
晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，晶闸管仍可 维持导通状态。
. 维持晶闸管导通的条件： 保持流过晶闸管的阳极电流在其维持电流以上
1) 开通过程
延迟时间td (0.5-1.5s)
上升时间tr (0.5-3s)
iA 100% 90%
开和，通t时gt间=ttdg+t以tr上两者之
10% 0 td tr
t
2) 关断过程
uAK
反向阻断恢复时间trr
O
正向阻断恢复时间tgr
IRM t
关断时间tq以上两者之 和tq=trr+tgr
trr URRM tgr
-
-- -- -- -- --
--++--++---++--++
-++ --
+
2020/12/5
A
ββ 1
2
iG
T1
G iG
iB2
EG
R
β 2iG
T2 EA+_
K
EA > 0、EG > 0
2020/12/5
形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iGiB1
iC1 β1iC2
12iGiB2
晶闸管导通后，去掉 EG ，依靠正反馈，仍 可维持导通状态。
使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域。 – 20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代
2020/12/5
2020/12/5
P 型 半 导 体
N
型 半
-
-
-
-
--
导
体
- --- --
++
--
+
-
+
-
+-
-
+
-
+
PN 结 (耗 尽 层）
-
-- ---
-
--
-
2020/12/5
PN结及其导电原理
普通晶闸管的关断时间 晶闸管的开通和关断过程波形
2020/约12/5 几百微秒。
2020/12/5
IF：额定正向平均电流
环境温度为40C及标准散热条件下，晶闸管
处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波
电流的平均值。
如果正弦IF半波21 电π流π 0I的m 最s大in 值t为d( Imt,)则Iπm
额定电压,用百位或千位数表示
取UFRM或Uwk.baidu.comRM较小者
额定正向平均电流(IF)
普通型 （晶闸管类型）
P--普通晶闸管 K--快速晶闸管 晶闸管 S --双向晶闸管
如KP5-7表示额定正向平均电流为5A,额定电压为700V。
2020/12/5
部分晶闸管的型号与参数
通态 断态 反向 额 门极 门极 断态 通态 浪涌 门极 门极 门极
——电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通 。
通态电流临界上升率di/dt ——指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流
上升率。 ——如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。
2020/12/5
七、晶闸管型号及其含义
KP
导通时平均电压组别 共九级, 用字母A-I表示0.4-1.2V
IF
2
t
普通晶闸管IF为1A — 1000A。
2020/12/5
IH: 维持电流
在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导 通状态所必须的最小电流。
UF一: 通般态IH平为均几电十压~（一管百压多降毫）安。
在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时， 晶闸管阳、阴极间的电压平均值。 一般为1V左右。
UG、IG：控制极触发电压和电流
2020/12/5
晶闸管关断的条件
• 晶闸管的关断 只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采用：
阳极电压反向 减小阳极电压 增大回路阻抗
2020/12/5
四、伏安特性（静特性）
(I f(U)曲线 )
正向平均电流
I IF
维持电流
UBR URRM
IH
o U
反向转折电压
_+
反向特性
+_
IG2 > IG1 > IG0 IG2 IG1 IG0 UFRMUBO U
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到5V，IG为几十到几百毫安。
2020/12/5
动态参数
除开通时间tgt和关断时间tq外，还有： 断态电压临界上升率du/dt
——指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通 态转换的外加电压最大上升率。
正向转折电压
正向特性
2020/12/5
1) 正向特性
I向G=电0压时，，只器有件很两小端的施正加向正
漏电流，正向阻断状态。
正向电压超过正向转折电
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。 晶闸管本身的压降很小， 在1V左右。
2020/12/5
IA 正向 导通
第五章 晶闸管及其整流电路（补充内容）
• 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，
2020/12/5
IA 正向 导通
U RSM U RRM UA
雪崩 击穿
IH
IG2
IG1 IG=0
O
U DRM U bo +U A
U DSM
-IA
晶闸管的伏安特性
五. 动特性
iA 100%
90%
10% 0 td tr
u AK
O
t IRM
t
trr
U RRM tgr
2020/12/5
晶闸管的开通和关断过程波形
(A)
KP 50 50
KP 100 100
100 ~
3000
100 8 <3.5 30 50 940 1 0.15 /
~ 150
115 10 <4 100 80 1880 1 0.15 /
平均 重复 重复 定 触发 触发 电压 电流 电流 不触 不触 正向
型 号
电流 IT(AV)
(A)
峰值 电压 UDRM
(V)
峰值 电压 URRM
(V)
结 温 TJM
(℃ )
电流 IGT
(mA)
电压 VGT
(V)
临界 上升
率
临界 上升
率
ITSM
(A)
发电 流 IGD
(mA)
发电 压 VGD
(V)
峰值 电流 IGFM
- U RSM U RRM UA
雪崩 击穿
IH
IG2
IG1 IG=0
O
U DRM U bo +U A
U DSM
-IA
晶闸管的伏安特性(IG2>IG1>IG)
2) 反向特性
施加反向电压时，伏安特 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 电压后，可能导致晶闸管 发热损坏。
晶闸管导通的条件
• 晶闸管正常导通的条件： 1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压，UAK>0 2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和 电流， UGK>0
晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，晶闸管仍可 维持导通状态。
. 维持晶闸管导通的条件： 保持流过晶闸管的阳极电流在其维持电流以上
1) 开通过程
延迟时间td (0.5-1.5s)
上升时间tr (0.5-3s)
iA 100% 90%
开和，通t时gt间=ttdg+t以tr上两者之
10% 0 td tr
t
2) 关断过程
uAK
反向阻断恢复时间trr
O
正向阻断恢复时间tgr
IRM t
关断时间tq以上两者之 和tq=trr+tgr
trr URRM tgr
-
-- -- -- -- --
--++--++---++--++
-++ --
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A
ββ 1
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iG
T1
G iG
iB2
EG
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T2 EA+_
K
EA > 0、EG > 0
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形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iGiB1
iC1 β1iC2
12iGiB2
晶闸管导通后，去掉 EG ，依靠正反馈，仍 可维持导通状态。
使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域。 – 20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代
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2020/12/5
P 型 半 导 体
N
型 半
-
-
-
-
--
导
体
- --- --
++
--
+
-
+
-
+-
-
+
-
+
PN 结 (耗 尽 层）
-
-- ---
-
--
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PN结及其导电原理
普通晶闸管的关断时间 晶闸管的开通和关断过程波形
2020/约12/5 几百微秒。
2020/12/5
IF：额定正向平均电流
环境温度为40C及标准散热条件下，晶闸管
处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波
电流的平均值。
如果正弦IF半波21 电π流π 0I的m 最s大in 值t为d( Imt,)则Iπm
额定电压,用百位或千位数表示
取UFRM或Uwk.baidu.comRM较小者
额定正向平均电流(IF)
普通型 （晶闸管类型）
P--普通晶闸管 K--快速晶闸管 晶闸管 S --双向晶闸管
如KP5-7表示额定正向平均电流为5A,额定电压为700V。
2020/12/5
部分晶闸管的型号与参数
通态 断态 反向 额 门极 门极 断态 通态 浪涌 门极 门极 门极
——电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通 。
通态电流临界上升率di/dt ——指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流
上升率。 ——如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。
2020/12/5
七、晶闸管型号及其含义
KP
导通时平均电压组别 共九级, 用字母A-I表示0.4-1.2V