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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。
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）
(10-8)
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。
(10-9)
§10.2 特性与参数
10.2.1 特性 I
额定正向 平均电流
(10-11)
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。
(10-12)
ßßig
T2
G
T1
ßig
ig
K
等效为由二个 三极管组成
(10-6)
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
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。
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。
UGK足够大时，正向特性与二极管的正向特性类似。
长 的 时 间 隧 道，袅
可控硅工作原理及应用
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
(10-2)
晶闸管（Thyristor）
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 UБайду номын сангаасSM
正向转折电压
U -- 阳极、阴极间的电压 I -- 阳极电流 (10-10)
正向特性： 在阳极和阴极间加正向电压。
A 控制极开路时： PN结P1N1、P2N2正向偏
此外还可作无触点开关等。
(10-3)
§10.1 工作原理
10.1.1 结构
四 层 半 导 体
A（阳极）
三
P1
个
PN
N1
结
P2
G（控制极）
N2
K（阴极） (10-4)
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
(10-5)
A
P G NN
PP N
K
A
(10-7)
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
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。
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
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
平均
电流 IH
UDRM
U U 正向转折
DSM 电压
(10-13)
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）
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
(10-14)
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。）
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）
(10-8)
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。
(10-9)
§10.2 特性与参数
10.2.1 特性 I
额定正向 平均电流
(10-11)
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。
(10-12)
ßßig
T2
G
T1
ßig
ig
K
等效为由二个 三极管组成
(10-6)
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
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。
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。
UGK足够大时，正向特性与二极管的正向特性类似。
长 的 时 间 隧 道，袅
可控硅工作原理及应用
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
(10-2)
晶闸管（Thyristor）
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 UБайду номын сангаасSM
正向转折电压
U -- 阳极、阴极间的电压 I -- 阳极电流 (10-10)
正向特性： 在阳极和阴极间加正向电压。
A 控制极开路时： PN结P1N1、P2N2正向偏
此外还可作无触点开关等。
(10-3)
§10.1 工作原理
10.1.1 结构
四 层 半 导 体
A（阳极）
三
P1
个
PN
N1
结
P2
G（控制极）
N2
K（阴极） (10-4)
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
(10-5)
A
P G NN
PP N
K
A
(10-7)
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
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。
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
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
平均
电流 IH
UDRM
U U 正向转折
DSM 电压
(10-13)
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）
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
(10-14)
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。）