晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理
發(fā)布時(shí)間:2011/11/7 10:57:11 訪問(wèn)次數(shù):20958
1.晶閘管的結(jié)構(gòu)
晶閘管是一種4層功率半導(dǎo)體器件,具有3個(gè)PN結(jié),其內(nèi)部的構(gòu)造、外形和電路符號(hào)如圖6 -1所示。其中,最外層的P區(qū)和N區(qū)分別引出兩個(gè)電極,稱(chēng)為陽(yáng)極A和陰極K,中間的P區(qū)引出控制極(或稱(chēng)門(mén)極)。
2.晶閘管的工作原理
晶閘管組成的實(shí)際電路如圖6-2所示。
為了說(shuō)明晶閘管的工作原理,可將其看成NPN和PNP兩個(gè)三極管相連,用三極管的符號(hào)來(lái)表示晶閘管的等效電路,如圖6-3所示。
其工作過(guò)程如圖6-4所示。
當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K之間加正向電壓UZ而控制極K不加電壓時(shí),中間的PN結(jié)處于反向偏置,管子不導(dǎo)通,處于關(guān)斷狀態(tài)。
當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K之間加正向電壓UA,M28F101-200K6 且控制極G和陰極K之間也加正向電壓UG時(shí),外層靠下的PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。若V2管的基極電流為IB2,則集電極電流Ic2為β2IB2,V1管的基極電流IB1等于Vz管的集電極電流,因而V2的集電極電流Icl為βlβ2如,該電流又作為V2管的基極電流,再一次進(jìn)行上述的放大過(guò)程,形成正反饋。在很短的時(shí)間(一般幾微秒)兩只二極管均進(jìn)入飽和狀態(tài),使晶閘管完全導(dǎo)通。當(dāng)晶閘管完全導(dǎo)通后,控制極就失去了控制作用,管子依靠?jī)?nèi)部的正反饋始終維持導(dǎo)通狀態(tài)。此對(duì)管子壓降很小,一般為0. 6~1.2 V,電源電壓幾乎全部加在負(fù)載電阻R上,晶閘管中有電流流過(guò),可達(dá)幾十至幾千安。要想關(guān)斷晶閘管,必須將陽(yáng)極電流減小到不能維持正反饋過(guò)程,當(dāng)然也可以將陽(yáng)極電源斷開(kāi)或者在晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間加一反向電壓。
綜上所述,可得如下結(jié)論:
①晶閘管與硅整流二極管相似,都具有反向阻斷能力,但晶閘管還具有正向阻斷能力,即晶閘管正向?qū)ū仨毦哂幸欢ǖ臈l件:陽(yáng)極加正向電壓,同時(shí)控制極也加正向觸發(fā)電壓(實(shí)際工作中,控制極加正觸發(fā)脈沖信號(hào))。
②晶閘管一旦導(dǎo)通,控制極即失去控制作用。要使晶閘管重新關(guān)斷,必須做到以下兩點(diǎn)之一:一是將陽(yáng)極電流減小到小于維持電流IH;二是將陽(yáng)極電壓減小到零或使之反向。
1.晶閘管的結(jié)構(gòu)
晶閘管是一種4層功率半導(dǎo)體器件,具有3個(gè)PN結(jié),其內(nèi)部的構(gòu)造、外形和電路符號(hào)如圖6 -1所示。其中,最外層的P區(qū)和N區(qū)分別引出兩個(gè)電極,稱(chēng)為陽(yáng)極A和陰極K,中間的P區(qū)引出控制極(或稱(chēng)門(mén)極)。
2.晶閘管的工作原理
晶閘管組成的實(shí)際電路如圖6-2所示。
為了說(shuō)明晶閘管的工作原理,可將其看成NPN和PNP兩個(gè)三極管相連,用三極管的符號(hào)來(lái)表示晶閘管的等效電路,如圖6-3所示。
其工作過(guò)程如圖6-4所示。
當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K之間加正向電壓UZ而控制極K不加電壓時(shí),中間的PN結(jié)處于反向偏置,管子不導(dǎo)通,處于關(guān)斷狀態(tài)。
當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K之間加正向電壓UA,M28F101-200K6 且控制極G和陰極K之間也加正向電壓UG時(shí),外層靠下的PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。若V2管的基極電流為IB2,則集電極電流Ic2為β2IB2,V1管的基極電流IB1等于Vz管的集電極電流,因而V2的集電極電流Icl為βlβ2如,該電流又作為V2管的基極電流,再一次進(jìn)行上述的放大過(guò)程,形成正反饋。在很短的時(shí)間(一般幾微秒)兩只二極管均進(jìn)入飽和狀態(tài),使晶閘管完全導(dǎo)通。當(dāng)晶閘管完全導(dǎo)通后,控制極就失去了控制作用,管子依靠?jī)?nèi)部的正反饋始終維持導(dǎo)通狀態(tài)。此對(duì)管子壓降很小,一般為0. 6~1.2 V,電源電壓幾乎全部加在負(fù)載電阻R上,晶閘管中有電流流過(guò),可達(dá)幾十至幾千安。要想關(guān)斷晶閘管,必須將陽(yáng)極電流減小到不能維持正反饋過(guò)程,當(dāng)然也可以將陽(yáng)極電源斷開(kāi)或者在晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間加一反向電壓。
綜上所述,可得如下結(jié)論:
①晶閘管與硅整流二極管相似,都具有反向阻斷能力,但晶閘管還具有正向阻斷能力,即晶閘管正向?qū)ū仨毦哂幸欢ǖ臈l件:陽(yáng)極加正向電壓,同時(shí)控制極也加正向觸發(fā)電壓(實(shí)際工作中,控制極加正觸發(fā)脈沖信號(hào))。
②晶閘管一旦導(dǎo)通,控制極即失去控制作用。要使晶閘管重新關(guān)斷,必須做到以下兩點(diǎn)之一:一是將陽(yáng)極電流減小到小于維持電流IH;二是將陽(yáng)極電壓減小到零或使之反向。
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