晶闸管及其应用
《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。
04第四章 晶闸管及其应用
第四章晶闸管及其应用第一节晶闸管的构造、工作原理、特性和参数晶闸管—可控硅，是一种受控硅二极管。
优点：体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长、使用维护方便。
缺点：大多工作与断续的非线性周期工作状态，产生大量谐波干扰电网；过载能力和抗扰能力较差、控制电路复杂。
（由于技术进步，近年有改善）1.1晶闸管的基本结构：晶闸管是具有三个PN结的四层结构,其外形、结构及符号如图。
1.2晶闸管的工作原理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。
晶闸管导通后，去掉EG ，依靠正反馈，仍可维持导通状态。
晶闸管导通必须同时具备两个条件：1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压。
2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。
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。
晶闸管关断的条件：1. 必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效应不能维持。
2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反向电压。
1.3晶闸管的伏安特性静态特性承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通；晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用；要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
晶闸管的阳极伏安特性是指晶闸管阳极电流和阳极电压之间的关系曲线，如图3所示。
其中：第I象限的是正向特性；第III象限的是反向特性图3 晶闸管阳极伏安特性I G2>I G1>I GI G=0时，器件两端施加正向电压，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即正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。
这种开通叫“硬开通”，一般不允许硬开通；随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低；导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿；晶闸管本身的压降很小，在1V左右；导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值I H以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。
晶闸管的发展及其应用
目 录第一章 电力电子技术简介及其器件发展 (1)第二章 晶闸管 (2)2.1 晶闸管的产生及符号 (2)2.2晶闸管的导通与关断条件 (3)2.3 晶闸管的工作原理 (4)2.4 晶闸管的阳极伏安特性 (5)2.5 晶闸管的主要参数 (6)2.5.1 晶闸管的重复峰值电压 (7)2.5.2晶闸管的额定通态平均电流额定电流T I （AV ） (7)2.6 通态平均电压T U （AV ） (8)2.7 门极触发电压GT U 和门极触发电流GT I (8)2.8 维持电流H T (9)2.8 掣住电流L I (9)2.9 断态电压临界上升率du ／dt (9)2.10 通态电流临界上升率di ／dt (10)第三章 双向晶闸管及其派生晶闸管 (11)3.1 双向晶闸管 (11)3.2 快速晶闸管 (12)3.4 光控晶闸管 (13)第四章 晶闸管的保护与串并联使用 (14)4.1 过电压保护 (14)4.1.1操作过电压 (14)4.1.2雷击过电压 (15)4.1.3换相过电压 (15)4.1.4关断过电压 (15)4.2 过电压保护措施 (15)4.2.1操作过电压的保护 (15)4.2.2浪涌（雷击）过电压的保护 (15)4.2.3 过电流保护 (17)4.4 晶闸管的串、并联 (18)第五章 晶闸管应用实例 (19)5.1 单相全控桥式整流电路 (19)5.2 三相全控桥式整流电路 (20)总结 (22)参考文献 (23)第一章电力电子技术简介及其器件发展第一章电力电子技术简介及其器件发展电力电子技术，即由国际电工委员会命名的，一门将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路进而实现电能的变换和控制的完整学科。
突出对“电力”的变换，变换的功率可以大到数百甚至数千兆瓦，也可以小到几瓦或更小。
电力电子技术包括电力电子器件、变流电路和控制技术3个部分，其中电力电子器件是基础，变流电路是电力电子技术的核心。
晶闸管的作用及其工作原理分析
变频调速
晶闸管可用于变频调速电路中，控制交流电动机 的转速。
保护电路
晶闸管可用于保护电路，如过流保护、过压保护。
晶闸管的工作原理
PN结
晶闸管由PN结组成，其中正向扫 描时，PN结将直接导通，产生一 个电流。
控制极
通过控制极控制PN结的电流，控 制晶闸管的导通和截止。
触发器
通过触发器向控制电极施加信号， 控制晶闸管的导通时间。
交通运输
发光二极管广泛应用于车灯、 交通信号灯等方面。
晶闸管的优缺点
优点
可控性强，导通电流大，占用空间小，有良好的 温度特性。
缺点
电磁干扰强，安全性能较差，半导体芯片易受静 电损伤。
发展趋势和展望
智能家居
晶闸管将在智能家居领域中继续 得到广泛应用。
可再生能源
随着可再生能源的广泛应用，晶 闸管在变频调速电路中将越来越 重要。
电动汽车
晶闸管在电动汽车控制电路中的 应用也将得到进一步扩展。
晶闸管的作用及其工作原 理分析
晶闸管是一种电子元器件，广泛应用于各种电子电路中。它具有特殊的开关 功能，可以控制电流的方向和大小。本次演讲将深入探讨晶闸管的工作原理 和应用场景。
晶闸管的作用
电流控制
晶闸管可以控制电流的方向和大小，常用于交流 电路的控制。
电压控制
晶闸管可用于电源电路控制，防止电压过高或过 低。
晶闸管符号
晶闸管的符号是两个箭头，表示 PN结是可控的，可通过控制电极 控制导通。
晶闸管的组成部分
1 PN结
由P型半导体和N型半导体组成，用于产生电 流。
2 控制电极
用于控制PN结的电流，控制晶闸管的导通和 截止。
3 触发器
三相半控晶闸管的计算公式
三相半控晶闸管的计算公式三相半控晶闸管是一种常见的功率电子器件，广泛应用于交流电动机控制、变频调速、电炉控制等领域。
在实际工程中，对于三相半控晶闸管的设计和应用，需要对其进行一定的计算和分析。
本文将介绍三相半控晶闸管的计算公式及其应用。
1. 三相半控晶闸管的基本结构。
三相半控晶闸管由三个晶闸管和三个二极管组成，通常连接成三相全波整流电路。
在正半周，晶闸管导通，负半周，二极管导通。
通过控制晶闸管的触发角，可以实现对交流电压的调节。
2. 三相半控晶闸管的工作原理。
在三相半控晶闸管的正半周，当晶闸管触发角大于零时，晶闸管导通，负载得到电源的供电；当晶闸管触发角小于零时，二极管导通，负载得到电源的供电。
在负半周，晶闸管不导通，负载得到电源的供电。
通过调节晶闸管的触发角，可以实现对负载电压的控制。
3. 三相半控晶闸管的计算公式。
在实际应用中，需要对三相半控晶闸管的参数进行计算，以保证其正常工作。
以下是三相半控晶闸管的常用计算公式：（1）触发角计算公式。
在三相半控整流电路中，晶闸管的触发角可以通过以下公式计算：α = arccos(Um/√2Ud)。
其中，α为触发角，Um为负载电压峰值，Ud为晶闸管的导通电压。
（2）负载电流计算公式。
负载电流可以通过以下公式计算：I = (2/π) Im。
其中，I为负载电流，Im为负载电流峰值。
（3）负载功率计算公式。
负载功率可以通过以下公式计算：P = √3 U I cosφ。
其中，P为负载功率，U为负载电压有效值，I为负载电流有效值，φ为电压和电流的相位差。
4. 三相半控晶闸管的应用。
三相半控晶闸管广泛应用于交流电动机控制、变频调速、电炉控制等领域。
在交流电动机控制中，通过控制晶闸管的触发角，可以实现对电动机的调速；在变频调速系统中，通过控制晶闸管的触发角和频率，可以实现对电机的精确控制；在电炉控制中，通过控制晶闸管的触发角和导通角，可以实现对电炉的温度调节。
总之，三相半控晶闸管是一种重要的功率电子器件，其计算公式和应用对于工程设计和实际应用具有重要意义。
第9章 晶闸管电路及其应用..
二、晶闸管的主要参数
1. 晶闸管的电压参数
（1）正向转折电压UBO（Forward break over voltage）
在额定结温（100A以上为115℃，50A以下为100℃）和门 极开路的条件下，阳极和阴极间加正弦半波正向电压使器件由 阻断状态发生正向转折变成导通状态所对应的电压峰值。
（2）断态重复峰值电压UDRM（Blocking recurrence peak voltage） 指门极开路，晶闸管结温为额定值，允许重复施加在晶 闸管上的正向峰值电压。重复频率为每秒50次，每次持续时 间不大于10ms，其值为 UDRM = UBO—100V
（3）反向转折电压UBR 就是反向击穿电压。 （4）反向重复峰值电压URRM 指门极开路，晶闸管结温为额定值，允许重复施加在晶 闸管上的反向峰值电压。
U M和URRM中较小者，再取相应于标准电压等级 中偏小的电压值作为晶闸管的标称额定电压。在1000V以下， 每100V一个等级；在1000~3000V，则是每200V一个等级。为 了防止工作中的晶闸管遭受瞬态过电压的损害，通常取电压安 全系数为2~3，例如器件在工作电路中可能承受到的最大瞬时 值电压为UTM，则取额定电压UT=（2~3）UTM。 （6）通态正向平均电压UF
流），在不同的门极触发电流IG作用下经不同的转折电压UBO
和负阻区（电流增加，电压减小），到达正向导通状态（低 电压，大电流）。
正向导通特性和一般二要管的正向导通特性一样，门极
触发电流IG越大，转折电压UBO越低。
当IG=0时，晶闸管正向电压UAK增大到转折电压UBO前，器 件处于正向阻断状态，其正向漏电流随UAK电压增高而逐渐增 大，当UAK达到UBO时管子将突然从阻断状态转为导通状态， 导通后器件的特性与整流二极管正向伏安特性相似。 当通入门极电流IG且足够大时，正向转折电压降至极小， 使晶闸管像整流二极管一样，一加上正向阳极电压就导通，这
晶闸管及其应用电路
U RM = 2 3U 2 = 2.45U 2
（3）电路特点 ）
优点：较单相整流输出电压大小增大，脉动性减小， 优点：较单相整流输出电压大小增大，脉动性减小，电源平衡性较好 缺点：如直接接电网，会造成电网损耗；如由变压器供电， 缺点：如直接接电网，会造成电网损耗；如由变压器供电，铁芯易发 生直流磁化，使变压器效率降低。 生直流磁化，使变压器效率降低。
G
K阴极 阴极
K
晶闸管的结构
晶闸管的符号
二、晶闸管的工作特性
晶闸管的导电特点： 晶闸管的导电特点：
（1）晶闸管具有单向导电特性 ） （2）晶闸管的导通是通过门极控制的 ）
晶闸管导通的条件： 晶闸管导通的条件：
（1）阳极与阴极间加正向电压 ） （2）门极与阴极间加正向电压，这个电压称为触发电压。 ）门极与阴极间加正向电压，这个电压称为触发电压。
（2）晶阐管具有“可控”的单向导电特性，所以晶闸管又称单 ）晶阐管具有“可控”的单向导电特性， 向可控硅。 向可控硅。 由于门极所需的电压、电流比较低（电路只有几十至几百毫安）， 由于门极所需的电压、电流比较低（电路只有几十至几百毫安）， 而阳极A与阴极 可承受很大的电压，通过很大的电流（ 与阴极K可承受很大的电压 而阳极 与阴极 可承受很大的电压，通过很大的电流（电流可大 到几百安培以上），因此，晶阐管可实现弱电对强电的控制 ），因此 弱电对强电的控制。 到几百安培以上），因此，晶阐管可实现弱电对强电的控制。
t1 t2
α+θ=π
改变α的大小，即可改变输出电压uL的 改变 的大小，即可改变输出电压 的大小 波形。 越大， 越小 越小。 波形。 α 越大，θ越小。
ug 0 t1 t2
θ
α
晶闸管工作原理.
晶闸管工作原理晶闸管是一种电子器件，它在电子学和电力控制领域有着广泛的应用。
晶闸管能够控制大电流和高电压，因此在电力传输和电动机控制等方面扮演着重要角色。
本文将详细介绍晶闸管的工作原理，以及它在不同应用领域中的工作方式。
晶闸管的基本结构由四个层组成：N型区域，P型区域，P型区域和N型区域。
晶闸管一般是通过控制一个电极上的电流来实现对另一个电极上电流的控制。
这个电极被称为“控制电极”或“闸极”，而另外两个电极分别是“阳极”和“阴极”。
当闸电流被施加在晶闸管的闸极上时，晶闸管处于关断状态，此时正向电压施加在阳极上，而阴极则是负电压。
在关断状态下，晶闸管会阻断正向电流，类似于电子开关。
当闸电流被去除或减小到一个可忽略的水平时，晶闸管的工作状态将发生变化。
当前向电流施加在阳极上时，P型的区域成为一个PN结，此时称为“在态”或“导通态”。
在导通状态下，晶闸管将允许正向电流流动。
晶闸管的转换过程是通过两种方式实现的：转流和转向。
转流是指将电流从晶闸管的阳极转移到阴极，而转向则是指将电流从阳极转移到阴极。
当闸电流被去除时，转流是通过重新注入电流来实现的。
当闸电流被减小到可忽略的水平时，转向是通过向晶闸管施加反向电压来实现的。
晶闸管通常在交流电路中被广泛应用。
在交流电路中，晶闸管可以控制电流的相位，以实现电压和电流的控制。
这使得晶闸管成为一种重要的电力控制器件。
晶闸管还可用于直流电路中，尤其是在工业自动化和电动机控制领域。
尽管晶闸管在许多应用领域中具有广泛的应用，但是在实际应用中仍然存在一些问题。
其中之一是晶闸管的损耗问题。
晶闸管在导通过程中会有一定的导通压降，从而产生额外的损耗。
此外，晶闸管还需要适当的散热措施，以确保其正常工作。
综上所述，晶闸管是一种重要的电力控制器件，它通过控制闸电流来实现电流的控制。
晶闸管的工作原理涉及其基本结构以及电流的转流和转向过程。
晶闸管在交流电路和直流电路中都有着广泛的应用，尤其在电力传输和电动机控制领域。
《电工与电子技术》考试【 晶闸管及其应用】题目类型【问答题】难度【易】
可控整流电路的负载若是感性，通常在负载两端并联一个续流二极管，试问这个续流二极管起什么作用？
答案：
因为感性负载中电流的变化落后于电压的变化，当输入电压为上正下负的半周内，晶闸管被触发导通，当输入电压（由正到负）过零时，回路中的电流还未降到零，电感在电流变化时（变小），感应出一个上负下正的电压，只要这个电压大于当时的输入电压，晶闸管仍承受正向电压而继续导通（称失控现象），使晶闸管不能关断。这时负载电压仍与输入电压相等且为负值，这样输出电压的平均值减小了。所以通常在负载两端并联一个二极管，当输入电压过零变负后，负载上的电流经二极管形成回路。这时负载两端电压即二极管的管压降近似为零，由于输入电压变负，晶闸管两端的电压也随着反向而自行关断。
问题【10】删除修改
单结管的峰点电压是不是个常数？
答案：
问题【11】删除修改
为什么触发电路要与主电路同步？在本书中是如何实现同步的？
答案：
要求触发电路与主电路同步是为了使每半个周期产生的第一个脉冲的时间保持不变，从而使晶闸管的导通角和输出电压平均值保持不变。在本书中是采用通过变压器将触发电路与主电路接在同一电源上，来达到同步的。
问题【6】删除修改
晶闸管参数中的“控制极触发电压”和“控制极触发电流”这两项表示什么意义？
答案：
晶闸管控制极上所加触发电压和电流愈大,导通时的阳极转折电压愈低。通常规定阳极电压为6V时，要使晶闸管导通所需加的最小触发电压和触发电流为控制极触发电压和控制极触发电流。显然,当阳极电压高于6V时,所需的触发电压和触发电流将小于此值。按照此二值设计的触发电路一般都能对晶闸管可靠地进行触发。
问题【12】删除修改
如何实现触发脉冲的移相？
答案：
几种常用的功率器件(电力半导体)及其应用
要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反向电压， 要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反向电压，或者 降低正向阳极电压，这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。 降低正向阳极电压，这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。能 保持晶闸管导通的最小电流，称为维持电流。 保持晶闸管导通的最小电流，称为维持电流。 当门极没有加正向触发电压时， 当门极没有加正向触发电压时，晶体管即使阳极和阴极之间加上正向电压 一般是不会导通的。 ，一般是不会导通的。 2．晶闸管的主要参数 ． 指在门极开路而器件的结温为额定值时， （1）断态重复峰值电压 DRM 。指在门极开路而器件的结温为额定值时， ）断态重复峰值电压U 指在门极开路而器件的结温为额定值时 允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于U 允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于 DRM，管 子可能会失控而自行导通。 子可能会失控而自行导通。 指门极开路而结温为额定值时， （2）反向重复峰值电压 URRM 。指门极开路而结温为额定值时，允许重复 ） 指门极开路而结温为额定值时 加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于U 加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于 RRM时，管子可 能会被击穿而损坏。 能会被击穿而损坏。 通常把U 中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。 通常把 DRM和URRM中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。在选 用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～ 倍 用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的 ～3倍，以保整电路的工作 安全。 安全。
du dt。 在额定结温和门极开路的情况下， 在额定结温和门极开路的情况下， （8）断态电压临界上升率 ） 不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。 不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几 十伏。 十伏。
双向晶闸管及其应用
河北经济管理学校教案序号：48 编号：JL/JW/7.5.1.03河北经济管理学校教案教案内容一、导入与提问（10min）回顾单向晶闸管知识点并进行提问二、讲授新课（55min）1.双向晶闸管外形双向晶闸管的外形如图9-3所示2.结构与符号双向晶闸管的结构与符号如图9-4所示，它是一个NPNPN五层结构的半导体器件，其功能相当于一对反向并联的单向晶闸管，电流可以从两个方向通过。
所引出的三个电极分别为第一阳极T1、第二阳极T2和控制极G。
3.工作特性（1）双向晶闸管导通必须具备的条件是：只要在控制极（G）加有正或负向触发电压（即UG＞0或UG＜0＝，则不论第一阳极（T1）与第二阳极（T2）之间加正向电压或是反向电压，晶闸管都能导通。
（2）晶闸管导通后，控制极（G）将失去作用，即：当UG＝0，晶闸管仍然导通。
（3）只要使其导通（工作）电流小于晶闸管的维持电流值，或第一阳极（T1）与第二阳极（T2）间外加的电压过零时，双向晶闸管都将关断4.极性判别（1）T2极的确定选用万用表的电阻R×lΩ或R×l0Ω挡；用一表棒固定接一管脚，另一表棒分别接其余两个管脚。
测读出一组电阻值；不断变换；因第二阳极T2与控制极G极之间、第二阳极T2与第一阳极T1之间的电阻均应为无穷大，所以，当测出某管脚与其余两管脚的阻值为无穷大时，则表棒固定所接的管脚为第二阳极T2；如图9-8(a)所示。
带有散热板的双向晶闸管，T2极往往是与散热板相连接。
（2）其余两极的确定将黑表棒接假设的T1极，红表棒接已确定的T2极。
在红表棒不断开与T2极连接的情况下，将T2极（或红表棒）与假设的G极瞬间相碰触一下；双向晶闸管应出现导通状态即万用表指针向右偏转，并能维持导通状态；则上述假设的两极为正确。
如图9-8(b)所示。
若不出现上述现象，可改变两极的连接表棒再测。
5.双向晶闸管性能检测（1）选用万用表的电阻R×lΩ或R×l0Ω挡；将黑表棒接T1极，红表棒接T2极。
第八章晶闸管
理论课授课教案197斩波器：将恒定的直流电变换为断续脉冲，以改变其平均值。
可用于开关型稳压电路、直流电动机的拖动等。
无触点开关：可迅速接通或切断大功率的交流或直流回路，而不产生火花或拉弧现象，特别适用于防火防爆的场合。
晶闸管的种类很多，包括普通型（单向型）、双向型、可管断型、快速型、光控型等。
其中普通晶闸管应用最广，而且其结构及工作原理也是分析其他晶闸管的基础。
以下所称晶闸管，如果没有特殊说明，均指普通晶闸管。
一、晶闸管的结构与符号图一晶闸管的结构与符号a）内部结构示意图 b）、c）、d）符号晶闸管的内部结构如图一a）所示。
它由PNPN四层半导体材料所构成，中间形成了3个PN结，由外层P型半导体引出阳极A，由外层N型半导体引出阴极K，由中间P型半导体引出控制极G（或称为门极）。
图一b、c所示分别为阴极侧受控和阳极侧受控晶闸管的符号，当没有必要规定控制极的类型时，可用图一d所示的符号表示晶闸管。
晶闸管的外形有塑封式a（小功率）、平板式b（中功率）、螺栓式c（大、中功率）几种。
如图二所示。
平板式和螺栓式晶闸管实用时固定在散热器上。
图二晶闸管外形198二、晶闸管的工作特性为了更清楚的说明工作原理，晶闸管可以看作是两个三极管PNP（V1）管和NPN（V2）管组合而成，电路模型如图三所示。
图三晶闸管电路模型设在阳极和阴极之间接上电源U A，在控制极和阴极之间接入电源U G，如图四所示。
图四晶闸管工作原理(1) 晶闸管加阳极负电压－U A时，晶闸管处于反向阻断状态。
(2) 晶闸管加阳极正电压U A，控制极不加电压时，晶闸管处于正向阻断状态。
(3) 晶闸管加阳极正电压+U A，同时也加控制极正电压+U G，晶闸管导通。
(4) 要使导通的晶闸管截止，必须将阳极电压降至零或为负，使晶闸管阳极电流降至维持电流I H以下。
综上所述，可得如下结论：①晶闸管与硅整流二极管相似，都具有反向阻断能力，但晶闸管还具有正向阻断能力，即晶闸管正向导通必须具有一定的条件：阳极加正向199200理论课授课教案201正向电阻小。
晶闸管介绍及应用
二、 门极伏安特性 如图1—6所示，晶闸管的门极伏安特性是指门极与阴极之间J3结的伏安特性，同一电流系 列的晶闸管，其门极伏安特性分散性很大,并非一条曲线，而是极限高阻门极伏安特性和极限 低阻门极伏安特性之间的一个区域，又称门极伏安特性区域。触发电路提供的触发电压、触 发电流和触发功率都应限制在门极伏安特性曲线中的可靠触发区域内。
式中 α 1、α 2 是V1、V2晶体管的电流放大倍数，I co 是晶闸管的漏电流。
1）Ig=0，由于α 1、α 2都很小，α 1+α 2≈0， 则I a= I co，只有漏电流，晶闸管阻断。
2）Ig>0，α 1、α 2增大，α 1+α 2≈1， 则I a≈∞，形成电流正反馈，晶闸管导通。
晶闸管导通的正反馈过程为：
1
I d=
2
2
0 3 I md t
= Im 3
I =
1 2
2 0
3 I m 2d t
= Im 3
波形系数
I
Kf =
Id
允许电流平均值
Id = 1.57I TAV Kf
1 .57
Id = 1.57I TAV =100A 1.57
Id = 1.57I TAV =70.7A
2.22
2.22
100A器件只能当70A使用
Id = 1.57I TAV =141.4A
1.11
1.11
100A器件可当141.4A使用
Id = 1.57I TAV =90.7A
1.73
1.73
100A器件可当90.7A使用
输出波形的面积增加到原来的2倍，平均值增加到原来的2倍，有效值增加到原来的 2
可控硅晶闸管工作原理
可控硅晶闸管工作原理可控硅晶闸管是一种常用的电子器件，由于其独特的工作原理，在各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍可控硅晶闸管的工作原理及其应用。
一、可控硅晶闸管的结构可控硅晶闸管由四个层次的半导体材料构成，分别是P型半导体、N型半导体、P型半导体和N型半导体。
其中，两个相邻的P-N结构形成了PNPN的层次结构。
在PNPN结构上有三个电极，分别是阳极A、阴极K和门极G。
二、可控硅晶闸管的工作原理当阳极电压施加到可控硅晶闸管时，由于PNPN结构的非线性特性，器件处于关断状态。
此时，阴极和阳极之间没有电流流动。
当在门极施加一个正脉冲信号时，会在PN结之间形成一种正向电压，促使硅晶闸管进入导通状态。
此时，阴极和阳极之间形成了一个通路，电流可以流过。
当门极施加的脉冲信号消失后，硅晶闸管仍然处于导通状态，并且只有当阳极电流下降到零时，硅晶闸管才能回到关断状态。
这种特性使得可控硅晶闸管可以实现电流的自锁。
三、可控硅晶闸管的应用1. 交流电调整：可控硅晶闸管通过控制其导通时间和截止时间，可以实现对交流电的调整。
通过调整导通角和截止角，可以改变电流的大小和相位，从而实现对交流电的控制。
2. 电子变压器：可控硅晶闸管可以实现对电子变压器的控制。
通过控制可控硅晶闸管的导通时间和截止时间，可以改变变压器的输出电压和电流。
3. 电动机控制：可控硅晶闸管可以实现对电动机的启动、停止和转向控制。
通过控制可控硅晶闸管的导通时间和截止时间，可以改变电动机的转速和运行方向。
4. 电能调节：可控硅晶闸管可以实现对电能的调节。
通过控制可控硅晶闸管的导通时间和截止时间，可以实现对电能的调整，从而满足不同设备对电能的需求。
可控硅晶闸管是一种具有独特工作原理的电子器件。
通过控制其导通时间和截止时间，可以实现对电流的控制，从而广泛应用于交流电调整、电子变压器、电动机控制和电能调节等领域。
在现代工业中，可控硅晶闸管发挥着重要的作用，推动着电子技术的发展。
小功率常用晶闸管型号-概述说明以及解释
小功率常用晶闸管型号-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在文章《小功率常用晶闸管型号》中，我们将详细介绍小功率晶闸管的常见型号、特性以及应用领域。
晶闸管是一种半导体器件，具有电流控制能力和可逆开关特性，因而在电子和电气领域广泛应用。
在小功率应用中，晶闸管起到了关键的作用，它可以实现电流的精确控制和开关功能，被广泛应用于电子设备和电路中。
在本文的引言部分，我们将首先对小功率晶闸管进行概述。
小功率晶闸管是一种具有较低功率处理能力的晶闸管，通常适用于电流较小的电路中。
相比较大功率晶闸管而言，小功率晶闸管在结构设计和参数选择上有所不同，其电流处理能力和耐压能力相对较低。
因此，小功率晶闸管常用于一些需要较小电流和较低耐压能力的应用中。
小功率晶闸管的型号众多，每个型号都有其独特的特性和适用范围。
在本文的正文部分，我们将详细介绍常见的小功率晶闸管型号，并分析其特性和应用。
通过对各个型号进行比较和评估，我们可以更好地了解它们的优缺点，从而在实际应用中做出合理的选择。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解小功率晶闸管的相关知识和应用场景。
同时，我们还将探讨小功率晶闸管领域的研究方向，以期为相关研究和开发提供一定的指导和参考。
综上所述，本文将对小功率晶闸管的常见型号、特性和应用进行详细介绍，希望能够为读者提供有关小功率晶闸管方面的全面知识和理解。
文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构本文将按照如下结构进行阐述：第二部分为正文部分，主要介绍了常见小功率晶闸管型号及其特性和应用。
在第二部分中，将详细介绍了两种常见的小功率晶闸管型号，分别是型号一和型号二。
随后，将深入探讨这两种型号的特性和应用，其中包括特性一和特性二。
通过对这些小功率晶闸管型号的介绍和分析，我们可以更好地了解它们的优势和适用范围，为后续的应用提供指导。
在第三部分中，将进行结论的总结，并对后续研究方向进行展望。
我们将从所介绍的小功率晶闸管型号出发，总结其特点和应用领域，并提出对于后续研究的建议和方向。
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t
工作波形（加续流二极管后）
u2
t
uG t
iLAV
uL t t
uT
（3）电压与电流的计算（加入续流二极管后的 情况） 负载中的电压及电流
1 u2dt U0 = 2
Io
Uo RL
1 CO S 0.45U 2 2
当 L >> R时， ILAV在整个周期中可近似 看做直流。
导通压降
2、 单结晶体管的特性和参数
IE
负阻区：UE>UP后， 大量空穴注入基区， 致使IE增加、UE反 而下降，出现负阻。
IV
UV
UP
uE
UV、IV --谷点电压、电流
UP-- 峰点电压
（维持单结管导通的最小 （单结管由截止变导通 所需发射极电压。） 电压、电流。）
小结
单结管符号
B2
单结管重 要特点
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。
特性说明 U -- 阳极、阴极间的电压 I -- 阳极电流
正向特性： 控制极开路时，随UAK的加大，阳极电 流逐渐增加。当U = UDSM时，晶闸管自动导通。正
常工作时， UAK应小于 UDSM 。
UDSM：断态不重复峰值电压，又称正向转折电压。 反向特性：随反向电压的增加，反向漏电流
稍有增加，当U = URSM 时，反向极击穿。正常
u2
uL
电路 特点
该电路接入电感性负载时，D1、D2 便起续流二极管作用。
由于T1的阳极和T2的阴极相连，两
管控制极必须加独立的触发信号。
四、 触发电路 1、 单结晶体管工作原理 结构
B2 （发射极） P （第二基极） E E N B1 （第一基极） PN结
等效电路
B2
RB2
RB1
B1
管内基极 体电阻
D1
B
+
D1
D2
T1、T2 --晶闸管 D1、D2 --晶体管
（2）工作波形 u2
t
uG t uL t
uT1
t
（3）输出电压及电流的平均值
Uo =
1 u 2 d t
1 2u 2 sin tdt
1 cos 0.9U2 2
Io =
Uo RL
2、 电感性负载桥式可控整流电路
应用领域：
整流 （交流 逆变 （直流 直流） 交流）
变频 （交流
斩波 （直流
交流）
直流）
Hale Waihona Puke 此外还可作无触点开关等一、 工作原理 1、 结构 四 层 半 导 体 P1 N1 P2
A（阳极）
三 个 PN 结 G（控制极）
N2
K（阴极）
2、 工作原理
A P1
N1
A P G
N P N P N K
A
G K 符号
（1）电路及工作原理 A 设u1为 正弦波 G K
uL
R
u1
uT
u2
D
L
u2正半周时晶闸管导通，u2过零后，由于电感
反电动势的存在，晶闸管在一定时间内仍维持 导通，失去单向导电作用。
D称为续流二极管,加入D的目的就是消除反 电动势的影响。
（2）工作波形（不加续流二极管）
u2
t
uG t uL t uT
晶闸管仍维持导通状态；
晶闸管截止的条件：
（1）晶闸管开始工作时
，UAK加反向电压，
或不加触发信号（即UGK = 0 ）；
（2）晶闸管正向导通后，令其截止，必须
减小UAK，或加大回路电阻，使晶闸管 中电流的正反馈效应不能维持。
结论 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）； 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。
保护措施 过 流 保 护
快速熔断器：电路中加快速熔断器;加入 方法如下图： 过流继电器：在输出端装直流过电流继 电器; 过流截止电路：利用电流反馈减小晶闸 管的 导通角或停止触发，从而切断过流 电路。
接在 输入端
~
接在 输出端 和晶闸 管串联
过压保护
硒整流堆 阻容吸收 （利用电容吸收过压。即 （硒堆为非线性元件， 将过电压的能量变成电 过压后迅速击穿，其 场能量储存到电容中， 电阻减小，抑制过压 冲击。） 然后由电阻消耗掉。）
C R
C
硒 堆
C R
~
R
第八章
工作时，反向电压必须小于URSM。 URSM ：反向不重复峰值电压。
2、 主要参数
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） 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） ITAV： 通态平均电流。（环境温度为40OC时,在 电阻性负载、单相工频 正弦半波、导电 o 角不小于170 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。）
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到5V，IG为几十到几百毫安。）
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
第五章
晶闸管（Thyristor） 别名：可控硅（SCR) （Silicon Controlled Rectifier）
它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）。
4、 具有放大环节的可控整流电路
R R1
放大环节
RC1
T1 T2
u2
RS
RE2
脉冲 变压器
RE1 US
调节过程：
US（给定电压）
T1管的uc1
T2管的ic2
uL
触发脉冲 前移
电容充电速度 加快
五、 晶闸管的保护
晶闸管的过流、过压能力很差，是它的 主要缺点。晶闸管的热容量很小，一旦过 流，温度急剧上升，器件被烧坏。例如一 只100A的晶闸管过电流为400A时，仅允 许持续0.02秒，否则将被烧坏；晶闸管承 受过电压的能力极差，电压超过其反向击 穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。 正向电压超过转折电压时，会产生误导通， 导通后的电流较大，使器件受损。
R1、R2是外加的，不同于内 部的RB1、RB2。前者一般取 几十欧~几百欧； RB1+RB2 一般为2~15千欧。
R U C
R2 E
IR1
uc
R1
uO
随电容的 充电，uc逐渐升高。当 uC UP 时，单结管导通。然后电容放电，R1上便得 到一个脉冲电压。 uc Up
Uv R U R2 E
uo
三、 可控整流电路 （一） 单相半波可控整流电路 1、 电阻性负载 （1）电路及工作原理 A
设u1为 正弦波
G
u1
u2
u
K RL
T
u
L
u2 > 0 时，加上触发电压 uG ，晶闸管导通 。且 uL 的大小随 uG 加入的早晚而变化； u2 < 0 时，晶 闸管不通，uL = 0 。故称可控整流。
（2）工作波形
ITAV含义说明
i
ITAV
t
2
I TAV
1 Im I m sin td(t ) 2 0
主要参数（续）
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。） IH：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。）
G
P2 N2 K
示意图
工作原理分析
A A P
ß ß ig
G
N
N
T 2
P K
P
N
G
ig
T1
ig ß
K
工作原理说明
UAK > 0 、UGK>0时 T1导通 晶闸管迅速导通；
T2导通
形成正反馈
T1进一步导通
ib1 = i g
iC1 = ig = ib2
ic2 =ß ib2 = ig = ib1
晶闸管导通后， 去掉 UGK， 依靠正反馈，
UE<UV时单结管截止；
E
B1
UE>UP时单结管导通。
3、 单结晶体管振荡电路
uc
R
U E R2
up uv
uo
t
C
B1 R1
uc
uO
振荡波形
t
振荡过程分析
uE = u <U 时，单结管不导通，uo 0。
C P
此时R1上的电流很小，其值为：