第六章晶闸管及其应用
晶闸管关断的条件: 1. 降低阳极与阴极间的电压,使通过晶闸管的
电流小于维持电流IH 2. 阳极与阴极间的电压减小为零 3.将阳极和阴极间加反相电压
三、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 。 普通晶闸管 UFRM 为100V — 3000V URRM:反向重复峰值电压 控制极开路时,允许重复作用在晶闸管元
一般UG为1到5V,IG为几十到几百毫安。
四、晶闸管型号及其含义
国产晶闸管的型号有两种表示方法, 即KP系列 和3CT系列。
额定通态平均电流的系列为1、 5、 10、 20、 30、 50、 100、 200、 300、 400、 500、 600、 900、 1000(A)等14种规格。
额定电压在1000 V以下的, 每100 V为一级; 1000 V到3000 V的每200 V为一级, 用百位数 或千位及百位数组合表示级数。
(4) 由图6.3(f)得出, 要使导通的晶闸管关断, 必须 把正向阳极电压降低到一定值才能关断。
晶闸管导通的条件: 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。
(5) 在(4)基础上, 断开S, 灯泡仍亮, 称之为维持导通, 如图6.3(e)所示。
(6) 在(5)基础上, 逐渐减小UAA, 灯泡亮度变暗, 直到熄 灭, 如图6.3(f)所示。
(7) UGG反向, UAA正向, 灯泡不亮, 称之为反向触发, 如 图6.3(g)所示。
(8) UGG反向, UAA反向, 灯泡仍不亮, 如图6.3(h)所示。
件上的反向峰值电压。
一般取 URRM = 80% UBR 普通晶闸管 URRM为100V—3000V
IF: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0 I的m最si大n值td为(Imt,)
则 Im
π
i
IF
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。
一、晶闸管的结构、符号
结构
A(阳极)
三
四
P1
个
层 半
N1
PN 结
导 体
P2
G(控制极)
符号
N2
K(阴极)
A
A
+
A
P1
P
IA
P1 N1
G
N1 P2 G
N P
N P
2
t
普通晶闸管IF为1A — 1000A。
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。
一般IH为几十 ~ 一百多毫安。
UF: 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 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 。
3CT系列表示参数的方式如图所示。
3 CT
表示正向阻断峰值电压(V) 表示额定正向平均电流(A) 表示晶闸管元件 表示N型硅材料 表示3个电极
CT系列参数表示方式
KP
导通时平均电压组别 共九级, 用字母A~I表示0.4~1.2V
额定电压,用百位或千位数表示
取UFRM或URRM较小者
额定正向平均电流(IF)
二、晶闸管的工作特性
演示电路及操作过程 1) 演示电路
a
R
+ UGG
-
Sg k
晶闸管连接图
+
UAA -
(1) 阳极与阴极之间通过灯泡接电源UAA。 (2) 控制极与阴极之间通过电阻R及开关S接控制电 源(触发信号)UGG。 2) 操作过程及现象
(1) S断开, UGK=0, UAA为正向, 灯泡不亮, 称之为正 向阻断, 如图6.3(a)所示。
(2) S断开, UGK=0, UAA为反向, 灯泡不亮, 如图6.3(b) 所示。
(3) S合上, UGK为正向, UAA为反向, 灯泡不亮, 称之 为反向阻断, 如图6.3(c)所示。
R
+ UGG
-
S
(a)
R
+ UGG
-
S
(c)
+
UAA -
UGG
R +
-
S
(b)
-
UAA +
UGG
R +
-
S
(d)
- UAA
+
+ UAA
-
R + UGG -
R - UGG +
S
(e)
S
(g)
R +
UAA
+
-
UGG
-
亮
S
暗
灭
(f)
+
R
UAA
-
-
UGG
+
图 6.3 晶闸管工作示意图
S
(h)
+ UAA
-
- UAA
+
(4) S合上, UGK为正向, UAA为正向, 灯泡亮, 称之为触 发导通, 如图6.3(d)所示。
第六章 晶闸管及其应用
6.1 晶闸管
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、效率高、动作迅速、维修简单、操作方
便、寿命长、 容量大(正向平均电流达千安、正向耐压 达数千伏)。
3) 现象分析及结论 (1) 由图6.3(c)、 (d)得出, 晶闸管具有单向导电性。 (2) 由图(a)、 (b)、 (d) 、 (g)、 (h)得出, 只有在控 制极加上正向电压的前提下, 晶闸管的单向导电性才得 以实现。
(3) 由图6.3(e)得出, 导通的晶闸管即使去掉控制 极电压, 仍维持导通状态。
P2
G
IG
T1 P2
N1 T2
N2
N
N2 IK
_K
K K
晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合
常见晶闸管外形
阳极a
控制极g 阳极a
k g
阴极k
k g
V
a
阴极k
a
控制极g
kag
(a)
(b)
(c)
(d)
图6.2
(a) 螺栓式; (b) 平板式; (c) 塑封式; (d) 符号
2. 类型
可控硅按其容量有大、 中、 小功率管之分, 一般认为电流容量大于50 A为大功率管, 5 A以下 则为小功率管, 小功率可控硅触发电压为1 V左右, 触发电流为零点几到几毫安, 中功率以上的触发 电压为几伏到几十伏, 电流几十到几百毫安。 按 其控制特性, 有单向可控硅和双向可控硅之分。