晶闸管及其应用
晶闸管及其应用
课程目标
1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件
2 掌握可控整流电路的工作原理及分析
3 理解晶闸管的过压、过流保护
4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量
课程内容
1 晶闸管的结构及特性
2 单相半波可控整流电路
3 单相半控桥式整流电路
4 晶闸管的保护
5 晶闸管的应用实例
6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量
学习方法
从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。
课后思考
1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？
2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？
3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？
4 如何选用晶闸管？
晶闸管的结构及特性
一、晶闸管外形与符号：
图 5.1.1 符号
图5.1.2 晶闸管导通实验电路图
为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。
（1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图
5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。
（2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。
（3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。
（4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。
（5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。
从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件：
(1) 晶闸管阳极电路加正向电压；
(2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作
中,控制极加正触发脉冲信号)。
二、伏安特性
晶闸管及其应用 课程目标 1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件 2 掌握可控整流电路的工作原理及分析 3 理解晶闸管的过压、过流保护 4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 课程内容 1 晶闸管的结构及特性 2 单相半波可控整流电路 3 单相半控桥式整流电路 4 晶闸管的保护 5 晶闸管的应用实例 6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 学习方法 从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。 课后思考 1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？ 2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？ 3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？ 4 如何选用晶闸管？
晶闸管的结构及特性 一、晶闸管外形与符号： 图5.1.1 符号 图5.1.2 晶闸管导通实验电路图 为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。 （1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。 （2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。 （3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。 （4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。 （5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。 从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件： (1) 晶闸管阳极电路加正向电压； (2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。
课题 任务九晶闸管及其应用 9.1 单、双向晶闸管和单结晶闸管的认识和检测 课型 新课授课班级授课时数 2 教学目标 了解单向、双向晶闸管和单结晶体管的结构、引脚、主 要参数、基本特性 教学重点 万用表的正确使用方法 教学难点 单、双向晶闸管和单结晶闸管的认识和检测 学情分析 教学效果 教后记
Ａ、导入新课 实物展示：向学生展示单向、双向晶闸管和单结晶体管，提出本次课任务。 B、新授课 基础知识 一、单向晶闸管 ㈠外形 单向晶闸管的外形如图9-1所示。 图9-1 单向晶闸管外形 ㈡结构与符号 单向晶闸管是由三个PN结及其划分为四个区组成，如图9-2所示。由外层的P型和N型半导体分别引出阳极A和阴极K，由中间的P型半导体引出控制极G。文字符号用“V”表示。 (a)结构(b)符号 图9-2 单向晶闸管的结构与符号展示法 （结合演示讲解） 实物展示
㈢工作特性 ⒈单向晶闸管的导通必须具备两个条件： ①在阳极（A）与阴极（K）之间必须为正向电压（或正向偏压）；即： U AK＞0； ②在控制极（G）与阴极（K）之间也应有正向触发电压；即：U GK ＞0。 ⒉晶闸管导通后，控制极（G）将失去作用，即：当U GK＝0，晶闸管仍然导通。 ⒊单向晶闸管要关断时必须满足： 使其导通（工作）电流小于晶闸管的维持电流值或在阳极（A）与阴极（K）之间加上反向电压（反向偏压）；即：I V＜I H或U AK＜0。 二、双向晶闸管 ㈠外形 双向晶闸管的外形如图9-3所示。 图 9-3 双向晶闸管外形 ㈡结构与符号 双向晶闸管的结构与符号如图9-4所示，它是一个NPNPN五层结构的半导体器件，其功能相当于一对反向并联的单向晶闸管，电流可以从两个方向通过。所引出的三个电极分别为第一阳极T1、第二阳极T2和控制极G。结合演示讲解 实物展示
晶闸管的工作原理与应用 时间：2009-09-21 14120次阅读【网友评论10条我要评论】收藏 1 晶闸管(SCR) 晶体闸流管简称晶闸管,也称为可控硅整流元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件。在性能上,晶闸管不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性,它只有导通和关断两种状态。 晶闸管的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪声;效率高,成本低等。因此,特别是在大功率UPS供电系统中,晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路中得到广泛的应用。 晶闸管的弱点:静态及动态的过载能力较差,容易受干扰而误导通。 晶闸管从外形上分类主要有:螺栓形、平板形和平底形。 2 普通晶闸管的结构和工作原理 晶闸管是PNPN四层三端器件,共有三个PN结。分析原理时,可以把它看作是由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如图1(a)所示,图1(b)为晶闸管的电路符号。 图1 晶闸管等效图解图 2.1 晶闸管的工作过程 晶闸管是四层三端器件,它有J1、J2、J3三个PN结,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型三极管的复合管。
当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导通,必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。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。因此是两个互相复合的晶体管电路,当有足够的门极电流Ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通。 设PNP管和NPN管的集电极电流分别为IC1和IC2,发射极电流相应为Ia和Ik,电流放大系数相应为α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik,设流过J2结的反相漏电流为ICO,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和: Ia=IC1+IC2+ICO =α1Ia+α2Ik+ICO (1) 若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为:Ik=Ia+Ig。 因此,可以得出晶闸管阳极电流为: (2) 硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数α1和α2随其发射极电流的改变而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压,而门极未接受电压的情况下,式(1)中 Ig=0,(α1+α2)很小,故晶闸管的阳极电流Ia≈ICO,晶闸管处于正向阻断状态;当晶闸管在正向门极电压下,从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结,从而提高放大系数α2,产生足够大的集电极电流IC2流过PNP管的发射结,并提高了PNP管的电流放大系数α1,产生更大的集电极电流IC1流经NPN 管的发射结,这样强烈的正反馈过程迅速进行。 当α1和α2随发射极电流增加而使得(α1+α2)≈1时,式(1)中的分母 1-(α1+α2)≈0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia。这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定,晶闸管已处于正向导通状态。晶闸管导通后,式(1)中1-(α1+α2)≈0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通,门极已失去作用。在晶闸管导通后,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α1和α2迅速下降,晶闸管恢复到阻断状态。 2.2 晶闸管的工作条件 由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化,此条件见表1。 表1 晶闸管导通和关断条件
课题：8.1 晶闸管 8.2 晶闸管触发电路 授课时数：2 教学目标：1．掌握晶闸管的结构和工作原理。 2．了解晶闸管触发电路。 教学重点：1．晶闸管的分类、结构、型号、参数和工作特性。 2．单结晶体管的特性及晶闸管触发电路的工作原理。 教学难点：1．晶闸管的工作特性。 2．单结晶体管触发电路的工作原理。 A．引入 晶闸管俗称可控硅。具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便等优点。它广泛应用于无触点开关电路及可控整流设备中。 B．复习 三端集成稳压器的分类。 C．新授课 8.1 晶闸管 8.1.1 单向晶闸管 1．单向晶闸管的结构和符号 （1）外形 平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。 （2）符号及内部结构 三个电极：阳极A、阴极K、控制极G 4层半导体： P—1N—2P—2N 1 P—引出线为控制极；1P—引出线为阳极；2N—引出线为阴极 2
3个PN结（ J，2J，3J） 1 文字符号：一般用SCR、KG、CT、VT表示。 2．单向晶闸管的工作原理： （1）实验演示： ①正向阻断：A－K加正向电压，G无电压－不导通。 ②反向阻断：A－K加反向电压，G无论是否加控制电压－不导通。 ③触发导通：A—K加正向电压，G，K加正向电压—导通。 ④导通后控制极失去控制作用：晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。 （2）工作特点： ①单向晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。 ②晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。 ③导通后的晶闸管若要关断时，必须将阳极电压降低到一定程度。 ④晶闸管具有控制强电的作用，即利用弱电信号对控制极的作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统。 3．单向晶闸管主要参数 （1）额定正向平均电流 在规定环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极之间的电流平均值。 （2）维持电流 在规定环境温度、控制极断开的条件下，保持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流。 （3）控制极触发电压和电流 在规定环境温度及一定正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通，控制极所需的最小电压和电流。 （4）正向阻断峰值电压 在控制极开路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。 （5）反向阻断峰值电压 在控制极断开时，可以重复加在晶闸管上的反向峰值电压。 4．晶闸管的型号及含义 （1）型号 3 表示额定电压为500 V 表示额定正向平均电流为5 A 表示晶闸管元件 表示N型硅材料
晶闸管的实际应用 摘要：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。这些特点使得晶闸管在实际产品的电路中应用的非常广泛，各式电子产品中都能够找到它的身影，对晶闸管做更为深入的研究有助于进一步打开电子市场！ 关键词：晶闸管可控调光整流电路 晶闸管又名反向阻断型可控硅SRC。它的问世，开创了传统的电力电子技术阶段，一方面由于其功率变换能力的突破，另一方面实现了弱点对以晶闸管为核心的强电变换电路的控制，使电子技术步入了功率领域，在工业界引起了一场技术革命！晶闸管的问世使得它在工业、商业、影剧院以及家用电器中已得到广泛应用，主要应用有调光和调温装置、跑马彩灯控制等，下面我们分析一下它的具体应用。 一、晶闸管导通原理分析： 图一、晶闸管导通电路图 （1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图一(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。 （2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图一(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。 （3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图一(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。 （4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图一(c)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。
（5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。 二、晶闸管的伏安特性图： 图二、晶闸管的伏安特性曲线 三、晶闸管的控制角和导通角： 图三、晶闸管的工作波形图
晶闸管及其应用
晶闸管及其应用 课程目标 1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件 2 掌握可控整流电路的工作原理及分析 3 理解晶闸管的过压、过流保护 4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 课程内容 1 晶闸管的结构及特性 2 单相半波可控整流电路 3 单相半控桥式整流电路 4 晶闸管的保护 5 晶闸管的应用实例 6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 学习方法 从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。
课后思考 1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？ 2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？ 3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？ 4 如何选用晶闸管？
晶闸管的结构及特性 一、晶闸管外形与符号： 图 5.1.1 符号 图5.1.2 晶闸管导通实验电路图 为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。 （1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图
5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。 （2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。 （3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。 （4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。 （5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。 从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件： (1) 晶闸管阳极电路加正向电压； (2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作 中,控制极加正触发脉冲信号)。 二、伏安特性
课题 9.1晶闸管简介 课型 新课授课班级授课时数1教学目标 1．认识晶闸管的结构和符号 2．能理解晶闸管工作原理 3．熟记晶闸管导通与关断的条件 教学重点 晶闸管的结构和工作原理 教学难点 工作原理 学情分析 教学效果 教后记
新课 A．复习 1．三端集成稳压器的分类。 2．画出实现输出 10 V的稳压电源图。 B．引入 二极管整流，当V i固定，V o是固定值，许多场合，所需的直流电源电压应能改变，具有可控性。 C．新授课 一、晶闸管的结构符号 1．结构：实物演示。 阳极a 阴极c4层半导体 控制极g 2．符号： 3．3个PN结（g与c之间为一个PN结）。 二、工作原理： 1．实验演示： （1）a≠c加反向电压，无论是否加控制电压——不导通； 控制极加反向电压，a≠c加正向电压——不导通。 （2）a，c加正向电压，g，c加正向电压，导通。 2．工作特点： （1）导通条件：晶闸管阳极与阴极间必须加正向电压， 控制极与阴极间也要接正向电压。 （2）晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。 （3）关断条件：减小阳极电流< I H 维持电流。 方法：断开阳极电源、阳-阴间加反向电压。
讨论： ①V1，V2如何连接？ V2的b极与V1的c极连接，V2的c极与V1的b极连接。 ②a，c加正向电压，V1，V2是否导通？ 不加g极，中间取反偏，V1无基极电流，不导通。 ③控制极与阴极间加正向电压，V1工作状态如何？ V1有基极电流而导通。 ④V1，V2工作状态：饱和，总压降1 V。 ⑤V1，V2导通后，g极去掉，V1，V2状态如何：V1，V2仍维持导通，反馈电流代替V1基本电流。 ⑥要使V1，V2截止，应采取什么措施？ a．去掉U gK。 b．I A＜I H（调电位器）。 三、简易检测： 1．检测阳、阴极：正常时R E1，R E2都很大（指针基本不动）。 2．检测控制极是否短路或断开： （1）一个PN结。 （2）方法：同判别普通二极管一样。 四、主要参数： 1．额定正向平均电流：允许通过阳极与阴极之间的电流平均值。 2．维持电流：保持晶闸管导通的最小正电流。 3．晶闸管导通的最小正触发电压和电流；晶闸管从关断到导通，晶闸管所需的最小电压和电流。 4．正向阻断峰值电压：正向电压最大值。 5．反向阻断峰值电压：反向电压最大值。 练习 习题九91 小结1．晶闸管结构及符号2．工作原理 3．主要参数 布置作业 习题九92补充画波形
目 录 第一章 电力电子技术简介及其器件发展 (1) 第二章 晶闸管 (2) 2.1 晶闸管的产生及符号 (2) 2.2晶闸管的导通与关断条件 (3) 2.3 晶闸管的工作原理 (4) 2.4 晶闸管的阳极伏安特性 (5) 2.5 晶闸管的主要参数 (6) 2.5.1 晶闸管的重复峰值电压 (7) 2.5.2晶闸管的额定通态平均电流额定电流T I （AV ） (7) 2.6 通态平均电压T U （AV ） (8) 2.7 门极触发电压GT U 和门极触发电流GT I (8) 2.8 维持电流H T (9) 2.8 掣住电流L I (9) 2.9 断态电压临界上升率du ／dt (9) 2.10 通态电流临界上升率di ／dt (10) 第三章 双向晶闸管及其派生晶闸管 (11) 3.1 双向晶闸管 (11) 3.2 快速晶闸管 (12) 3.4 光控晶闸管 (13) 第四章 晶闸管的保护与串并联使用 (14) 4.1 过电压保护 (14) 4.1.1操作过电压 (14) 4.1.2雷击过电压 (15) 4.1.3换相过电压 (15) 4.1.4关断过电压 (15) 4.2 过电压保护措施 (15) 4.2.1操作过电压的保护 (15) 4.2.2浪涌（雷击）过电压的保护 (15) 4.2.3 过电流保护 (17) 4.4 晶闸管的串、并联 (18) 第五章 晶闸管应用实例 (19) 5.1 单相全控桥式整流电路 (19)
5.2 三相全控桥式整流电路 (20) 总结 (22) 参考文献 (23)
第一章电力电子技术简介及其器件发展 第一章电力电子技术简介及其器件发展 电力电子技术，即由国际电工委员会命名的，一门将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路进而实现电能的变换和控制的完整学科。突出对“电力”的变换，变换的功率可以大到数百甚至数千兆瓦，也可以小到几瓦或更小。 电力电子技术包括电力电子器件、变流电路和控制技术3个部分，其中电力电子器件是基础，变流电路是电力电子技术的核心。 电力电子技术的发展取决于电力电子器件的研制与应用。它既是电力电子技术的基础，也是电力电子技术发展的动力。早在20世纪三四十年代，人们就开始应用电机组、汞弧整流器、闸流管、电抗器、接触器等进行了对电能的变换和控制。到20世纪50年代第一个晶闸管诞生后，在其后近50年里，电力电子器件如雨后春笋发展起来。以器件为核心的电力电子技术的发展可分为两个阶段：1957—1980年称为传统电力电子技术阶段；1980年至今称为现代电力电子技术阶段。所以晶闸管的诞生与应用在电力电子技术发展史可谓起到承前启后的作用，本论文将主要介绍晶闸管的诞生、发展与应用。 20世纪50年代初，普通的整流器SR开始使用，实际上已经开始取代汞弧整流器。但电力电子技术真正的开始是在由于1957~1958年第一个反向阻断型可控硅SCR的诞生，也就是现在的晶闸管。一方面由于其功率变换能力的突破，另一方面实现了弱电对以晶闸管为核心的强点变换电路的控制，是电子技术步入了功率领域，在工业上引起了一场技术革命。在随后的20年内，随着晶闸管特性不断的改进及功率等级的提高，晶闸管已经形成了从低压小电流到高压大电流的系列产品。同时研制出了一系列晶闸管的派生器件，如不对称晶闸管ASCR、逆导晶闸管RCT、双向晶闸管TRIAC、门极辅助关断晶闸管GATT、光控晶闸管LASCR 等器件，大大地推进了各种电力变换器在冶金、运输、化工、机车牵引、矿山、电力等行业的应用，促进了工业的技术进步，开始了传统的“晶闸管及其应用”的电力电子技术发展的第一阶段，即传统电力电子技术阶段。 20世纪70年代后期，尤其是20世纪80年代以后，各种高速、全控型的器件先后问世，并获得迅速的发展。下表是目前几种晶闸管在国内外的研究水平：
(一）普通晶闸管 普通晶闸管（SCR）是由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件，三个引出端分另为阳极A、阴极K和门极G、图8-4是其电路图形符号。 普通晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能，其内部可以等效为由一只PNP晶闸管和一只NPN晶闸管组成的组合管，如图8-5所示。 当晶闸管反向连接（即A极接电源负端，K极接电源正端）时，无论门极G 所加电压是什么极性，晶闸管均处于阻断状态。当晶闸管正向连接（即A极接电源正端，K极接电源负端）时，若门极G所加触发电压为负时，则晶闸管也不导通，只有其门极G加上适当的正向触发电压时，晶闸管才能由阻断状态变为导通状态。此时，晶闸管阳极A极与阴极K极之间呈低阻导通状态，A、K 极之间压降约为1V。 普通晶闸管受触发导通后，其门极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，晶闸管将维持低阻导通状态。只有把阳极A电压撤除或阳极A、阴极K之间电压极性发生改变（如交流过零）时，普通晶闸管才由低阻导通状态转换为高阻阻断状态。普通晶闸管一旦阻断，即使其阳极A与阴极K
之间又重新加上正向电压，仍需在门极G和阴极K之间重新加上正向触发电压后方可导通。 普通晶闸管的导通与阻断状态相当于开关的闭合和断开状态，用它可以制成无触点电子开关，去控制直流电源电路。 （二）双向晶闸管 双向晶闸管（TRIAC）是由NPNPN五层半导体材料构成的，相当于两只普通晶闸管反相并联，它也有三个电极，分别是主电极T1、主电极T2和门极G。图8-6是双向晶闸管的结构和等效电路，图8-7是其电路图形符号。 双向晶闸管可以双向导通，即门极加上正或负的触发电压，均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。图8-8是其触发状态。
目录目录 第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 0 9.1 电力二极管的应用简介 0 9.1.1 电力二极管的种类 0 9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途 0 9.1.3 电力二极管的主要参数 0 9.1.4 电力二极管的选型原则 (1) 9.2 电力晶体管的应用简介 (2) 9.2.1 电力晶体管的主要参数 (2) 9.2.2 电力晶体管的选型原则 (2) 9.3 晶闸管的应用简介 (3) 9.3.1 晶闸管的种类 (3) 9.3.2 各种常用的晶体管结构、特点和用途 (3) 9.3.3 晶闸管的主要参数 (4) 9.3.4 晶闸管的选型原则 (5) 9.4 总结 (6)
第9章电力二极管、电力晶体管和晶闸管的应用简介 9.1 电力二极管的应用简介 电力二极管（Power Diode）在20世纪50年代初期就获得应用，当时也被称为半导体整流器；它的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管相同，都以半导体PN结为基础，实现正向导通、反向截止的功能。电力二极管是不可控器件，其导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。 9.1.1 电力二极管的种类 电力二极管主要有普通二极管、快速恢复二极管和肖特基二极管。 9.1.2 各种常用的电力二极管结构、特点和用途 名称结构特点、用途实例图片 整流二极管 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路中。其反向恢复时间较长，一般在5s以上，其正向电流定额和反向电压定额可以达到很高。 快速恢复二极管 恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短（一般在5s以下）。快恢复外延二极管，采用外延型P-i-N结构，其反向恢复时间更短（可低于50ns），正向压降也很低（0.9V左右）。从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。 肖特基二极管 优点：反向恢复时间很短（10~40ns），正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；因此，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高。 弱点：（1）当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求，因此多用于200V以下的低压场合.（2）反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。 9.1.3 电力二极管的主要参数 1．正向平均电流I F（AV）。 正向平均电流指电力二极管长期运行时，在指定的管壳温度（简称壳温，用T C表示）和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。其是按照电流的发热效应来定义的，使用时应按有效值相