北京理工大学：《电子技术（模拟电路）》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章 晶闸管及其应用

电子技术 模拟电路部分 第十章 闸管及其 应用

(10-1) 电子技术 第十章 晶闸管及其 应用 模拟电路部分

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可控流电路 §10.4触发电蹭 §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)

(10-2) 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

晶闸管( Thyristor) 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城扩展到强电领 特点:体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大(正 向平均电流达干安、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) 此外还可作无触点开关等。 (10-3)

(10-3) 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） 此外还可作无触点开关等。 晶闸管（Thyristor）

§10.1工作原理 10.1.1结构 A(阳极) 四层半导体 三个结 2 G(控制极) 2 K(阴极) (10-4)

(10-4) 10.1.1 结构 A（阳极） P1 P2 N1 三 个 PN 结 N2 四 层 半 导 体 K（阴极） G（控制极） §10.1 工作原理

10.1.2工作原理◆A PNP 2 P K 2 符号 K 示意图 (10-5)

(10-5) 符号 A K G G K P1 P2 N1 N2 A P P N N N P A G K 10.1.2 工作原理 示意图

A 2 G NN g PP 8 N K K 由二个三极管组 成的电路等效 (10-6)

(10-6) A P P N N N P G K ig ßig ßßig K A G T1 T2 由二个三极管组 成的电路等效

导通过程 1.若只加UK正向电压,控制 A 极不加触发电压,两三极管均 不能导通,即晶闸管不通。 b2 2.当UAK>0且UcK>0时 晶闸管迅速导通。UcK开 始加入时,T1首先导通, g i1=is、i1=阝i1;然后 bI T2导通,in2=ic1=β K ia2"i2=βi,此后T进一步导通 形成正反馈,A、k两极间迅速导通。 07)

(10-7) G 1.若只加UAK正向电压，控制 极不加触发电压，两三极管均 不能导通，即晶闸管不通。 导通过程 2.当UAK > 0且UGK>0 时， 晶闸管迅速导通。 UGK开 始加入时， T1首先导通， ib1 = ig、iC1 =  ib1 ； 然后 T2导通， ib2= iC1 = ib1、 ic2 =ß ib2 =  ib1，此后T1进一步导通， 形成正反馈，A、k两极间迅速导通。 K A T1 T2 i b1 i c2 i c1 i g i b2

3.晶闸管导通后,去掉电压UcK,依靠正反馈, 晶闸管仍维持导通状态; 4.晶闸管截止的条件: (1)晶闸管的A、K两极间加反向电压,或开始 工作时就不加触发信号(即令UcK=0) 晶闸管则不能导通; (2)晶闸管正向导通后,欲令其截止,必须 减小UAK,或加大回路电阻,致使晶闸管中 的电流减小到维持电流(IH)以下,正反馈 失效,晶闸管截止。 (10-8)

(10-8) 3.晶闸管导通后，去掉电压UGK，依靠正反馈， 晶闸管仍维持导通状态； 4.晶闸管截止的条件： 晶闸管的A、K两极间加反向电压，或开始 工作时就不加触发信号（即令UGK = 0 ）， 晶闸管则不能导通； （1） （2）晶闸管正向导通后，欲令其截止，必须 减小UAK，或加大回路电阻，致使晶闸管中 的电流减小到维持电流（IH）以下，正反馈 失效，晶闸管截止

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)

(10-9) （1）晶闸管具有单向导电性。 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。 正向导通条件：A、K间加正向电 压，G、K间加触发信号。 晶闸管的工作原理小结 （2）晶闸管一旦导通，控制极失去作用

§10.2特性与参数导通后管压降约Ⅳ 10.2.1特性I 额定正向/ G312>lc1 平均电流 反向击穿电压 I93G2IG=0A RSM URRM 维持电流 断态重复峰值电压 反向 正向 DSM 正向转折电压 U-阳极、阴极间的电压-阳极电流 (10-10)

(10-10) 10.2.1 特性 U I URRM IH UDRM IF IG3 IG2 IG1=0A IG3 IG2 > > IG1 反向 正向 U -- 阳极、阴极间的电压 I -- 阳极电流 URSM 反向击穿电压 导通后管压降约1V 额定正向 平均电流 维持电流 UDSM 正向转折电压 §10.2 特性与参数 断态重复峰值电压