五章节晶闸管及其整流电路补充内容.ppt
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1、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 RectifierSCR) 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,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,一、晶闸管的基本结构,(a) 外形,晶闸管的外形及符号,PN结及其导电原理,PN 结 (耗 尽 层),晶闸管的结构,晶闸管是具有三个PN结的四层结构, 如图。,晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶
2、体管的组合,K,A,T2,T1,P2,N1,N2,P1,N1,P2,G,三、 工作原理,A,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。,形成正反馈过程,K,G,EA 0、EG 0,EG,晶闸管导通后,去掉EG ,依靠正反馈,仍可维持导通状态。,G,EA 0、EG 0,K,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,UAK0 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, UGK0 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,晶闸管关断的
3、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,正向特性,反向特性,IG2 IG1 IG0,正向转折电压,反向转折电压,正向平均电流,维持电流,四、伏安特性(静特性),正向特性 IG=0时,器件两端施加正向电压,只有很小的正向漏电流,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。,晶闸管的伏安特性(IG2IG1IG),晶闸管的伏安特性,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
4、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。,五. 动特性,晶闸管的开通和关断过程波形,1) 开通过程 延迟时间td (0.5-1.5s) 上升时间tr (0.5-3s) 开通时间tgt以上两者之和,tgt=td+ tr,晶闸管的开通和关断过程波形,2) 关断过程 反向阻断恢复时间trr 正向阻断恢复时间tgr 关断时间tq以上两者之和tq=trr+tgr 普通晶闸管的关断时间约几百微秒。,六、主要参数,UFRM:,正向重复峰值电压(晶闸管耐压值) 晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。 一般取UFRM = 80% UB0 。
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