晶闸管知识归纳总结.docx

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1、晶闸管知识归纳总结晶闸管(ThyriStor)是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极,阴极和门极；晶闸管工作条件为:加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件,在电路中用文字符号为、VT表示(旧标准中用字母SCR表示)。晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。晶闸管与晶体管是有区别的晶体管：晶体管(transistor)是一种固体半导

2、体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，晶体管与晶闸管的区别(1)晶体管(tranSiStor)是一种固体半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关(如Relay.switch）不同，晶体管利用电讯号来控制自身的开合，而且开关速度可以非常快，实验室中的切换速度可达IooGHZ以上。（2）晶闸管又叫可控硅，有阳极、阴极和控制极，其内有四层PNPN半导体，三个PN结。控制极不加电压时，阳极（+）、阴极（一）间加正向电压不

3、导通，阴极（+）、阳极（）间加反向电压也不导通，分别称为正向阻断和反向阻断。阳极（+）、阴极（一）加正向电压，控制极（+）、阴极（一）加一电压触发，可控硅导导通，此时控制极去除触发电压，可控硅仍导通，称为触发导通。要想关断（不导通），只要电流小于维持电流Ok了，去除正向电压也能关断。晶闸管的四点工作特性晶闸管正常工作时的特性总结如下：1庠受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。2座受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。4）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。晶闸管为半控型电力电子器件，它的工作条

4、件如下：1 .晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。2 .晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。3 .晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。4 .晶闸管在导通的情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。全控型晶闸管的工作条件：1 .晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。2 .晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压（或

5、电流）的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态。3 .一旦晶闸管开始导通，它就被钳住在导通状态，而此时电流可以取消。晶闸管不能被门极关断，像一个二极管一样导通，直到电流降至零和有反向偏置电压作用在晶闸管上时，它才会截止。当晶闸管再次进入正向阻断状态后，允许门极在某个可控的时刻将晶闸管再次触发导通。晶闸管的导通条件1 .晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。2 .晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。3 .晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。4 .晶闸管

6、在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。导通条件闸管导通的条件是阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流IL以上。导通后的晶闸管管压降很小。使导通了的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至一个小的数值，即维持电流IH一下。其方法有二：1.减小正向阳极电压至一个数值以下，或加反向阳极电压。2、增加负载回路中的电阻。可控硅是四层三端器件，它有JLJ2、J3三个PN结图1,可以把它中间的NP分成两部分,构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极

7、管的复合管图2当可控硅承受正向阳极电压时，为使可控硅导铜，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此，两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门机电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。设PNP管和NPN管的集电极电流相应为Icl和Ic2;发射极电流相应为Ia和Ik;电流放大系数相应为al=IclIa和a2=Ic2Ikz设流过J2结的反相漏电电流为IcOz可控硅的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：Ia=Icl+Ic2+IcO11JcIa=alIa+a2Ik+IcO若门极电流为Ig则可控硅

8、阴极电流为Ik=Ia+Ig从而可以得出可控硅阳极电流为:I=(IcO+Iga2)/(l-(al+a2)(l-1)式硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数al和a2随其发射极电流的改变而急剧变化如图3所示。当可控硅承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下，式Q1)中，Ig=O,(al+a2)很小，故可控硅的阳极电流IaIcO晶闸关处于正向阻断状态。当可控硅在正向阳极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数al,产生更大的极电极电流Icl流经NPN管的发射结。这

9、样强烈的正反馈过程迅速进行。从图3,当al和a2随发射极电流增加而(al+a2)l时，式Q-I)中的分母l-(al+a2)0,因此提高了可控硅的阳极电流匕.这时，流过可控硅的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。可控硅已处于正向导通状态。式Q-I)中，在可控硅导通后，l-(al+a2)0,即使此时门极电流Ig=O,可控硅仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。可控硅在导通后门极已失去作用。在可控硅导通后，如果不断地减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时，由于al和al迅速下降，当l-(al+a2)0时，可控硅恢复阻断状态。晶闸管检测方法1 .可控硅的特性。可控硅分单向

10、可控硅、双向可控硅。单向可控硅有阳极A、阴极K、控制极G三个引出脚。双向可控硅有第一阳极Al(Tl),第二阳极A2(T2)、控制极G三个引出脚。只有当单向可控硅阳极A与阴极K之间加有正向电压，同时控制极G与阴极间加上所需的正向触发电压时方可被触发导通。此时A、K间呈低阻导通状态，阳极A与阴极K间压降约IV。单向可控硅导通后，控制器G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，单向可控硅继续处于低阻导通状态。只有把阳极A电压拆除或阳极A、阴极K间电压极性发生改变(交流过零)时，单向可控硅才由低阻导通状态转换为高阻截止状态。单向可控硅一旦截止，即使阳极A和阴极K间又重新加上正向电压，仍

11、需在控制极G和阴极K间有重新加上正向触发电压方可导通。单向可控硅的导通与截止状态相当于开关的闭合与断开状态，用它可制成无触点开关。双向可控硅第一阳极Al与第二阳极A2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要控制极G和第一阳极Al间加有正负极性不同的触发电压，就可触发导通呈低阻状态。此时ALA2间压降也约为IV。双向可控硅一旦导通，即使失去触发电压，也能继续保持导通状态。只有当第一阳极A1、第二阳极A2电流减小，小于维持电流或ALA2间当电压极性改变且没有触发电压时，双向可控硅才截断，此时只有重新加触发电压方可导通。2 .单向可控硅的检测。万用表选电阻R*1Q挡，用红、黑两表笔分别测任意两引脚间

12、正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚，此时黑表笔的引脚为控制极G,红表笔的引脚为阴极K,另一空脚为阳极Ao此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极Ko此时万用表指针应不动。用短线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。如阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向可控硅已击穿损坏。3 .双向可控硅的检测。用万用表电阻R*1Q挡，用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻，结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时，该组红、黑表所接的两引脚为第一阳极AI和控制极G,另一空脚即为第二阳极A2o确定ALG极后，再仔细测量AL

13、G极间正、反向电阻，读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极Al,红表笔所接引脚为控制极Go将黑表笔接已确定的第二阳极A2,红表笔接第一阳极Al,此时万用表指针不应发生偏转，阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，A2、Al间阻值约10欧姆左右。随后断开A2、G间短接线，万用表读数应保持10欧姆左右。互换红、黑表笔接线，红表笔接第二阳极A2,黑表笔接第一阳极Alo同样万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接，给G极加上负的触发电压，ALA2间的阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线，万用表读数应不变，保持在10欧

14、姆左右。符合以上规律，说明被测双向可控硅未损坏且三个引脚极性判断正确。检测较大功率可控硅时,需要在万用表黑笔中串接一节L5V干电池，以提高触发电压。4 .晶闸管（可控硅）的管脚判别晶闸管管脚的判别可用下述方法：先用万用表R*1K挡测量三脚之间的阻值,阻值小的两脚分别为控制极和阴极,所剩的一脚为阳极。再将万用表置于R*10K挡，用手指捏住阳极和另一脚，且不让两脚接触，黑表笔接阳极，红表笔接剩下的一脚，如表针向右摆动，说明红表笔所接为阴极，不摆动则为控制极。晶闸管分类晶闸管有多种分类方法。（一）按关断、导通及控制方式分类晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关

15、断晶闸管（GT。）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。（二）按引脚和极性分类晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。（三）按封装形式分类晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。（四）按电流容量分类晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。（五）按关断速度分类晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管更具体点分类如

16、下晶闸管有多种分类方法。（一）按关断、导通及控制方式分类晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。（二）按引脚和极性分类晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。（三）按封装形式分类晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。（四）按电流容量分类晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。（五）