晶闸管的基本结构知识详解

(1) 通态平均电流IT(AV)
通态平均电流IT(AV)简称正向电流，指在标准散热条件和 规定环境温度下(不超过40oC)，允许通过工频(50Hz)正 弦半波电流在一个周期内的最大平均值。
(2) 维持电流IH
维持电流IH，指在规定的环境温度和控制极断路的情况 下，维持晶闸管继续导通时需要的最小阳极电流。
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综上所述，可得如下结论：
① 晶闸管与硅整流二极管相似，都具有反向 阻断能力，但晶闸管还具有正向阻断能力，即 晶闸管正向导通必须具有一定的条件：阳极加 正向电压，控制作用。要使 晶闸管重新关断，必须做到以下两点之一：一是将阳 极电流减小到小于维持电流IH；二是将阳极电压减小 到零或使之反向。
反向阻断峰值电压UDRM ，指允许重复加在晶闸管上 的反向峰值电压。
(3) 额定电压UD
通常把UDRM 和URRM中较小的一个值称作晶闸管的额定电压。
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(4) 通态平均电压UT(AV)
习惯上称为导通时的管压降。这个电压当然越小越好， 一般为0.4V~1.2V。
2. 电流参数
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设在阳极和阴极之间接上电源UA，在控制极和 阴极之间接入电源UG，
图10.3 晶闸管工作原理
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(1) 晶闸管加阳极负电压-UA时，晶闸管处于反向阻断状态 。
(2) 晶闸管加阳极正电压UA，控制极不加电压时，晶闸管 处于正向阻断状态。
(3) 晶闸管加阳极正电压+UA，同时也加控制极正电压+UG， 晶闸管导通。 (4) 要使导通的晶闸管截止，必须将阳极电压降至零或为负， 使晶闸管阳极电流降至维持电流IH以下。

晶闸管相关知识点总结一、晶闸管的基本结构晶闸管由四层P-N结组成，常用的结构有NPNP和PNPN两种。

NPNP结构的晶闸管由N型半导体和P型半导体交替组成，其中N1P1之间为薄的P2层，称为控制层。

PNPN结构的晶闸管则由P型半导体和N型半导体交替组成，其中P1N1之间为薄的N2层，也称为控制层。

在两种结构中，N1和P2之间或P1和N2之间的结被称为触发结，控制层P2或N2与外接的触发电压信号V_g相结，当V_g增大到一定数值时，触发结打开，晶闸管导通，电流通过。

晶闸管的最大阳极与阴极电压称为额定阳极电压U DRM，最大阳极电流称为额定阳极电流I DRM。

二、晶闸管的工作原理晶闸管的工作原理可以从触发过程和导通过程两个方面来解释：1.触发过程晶闸管的触发过程是从晶闸管关断状态转变成导通状态的过程。

在正常工作状态下，晶闸管的阳极与阴极两端之间的电压为正向电压，晶闸管是处于关断状态的。

当控制层加上一个正脉冲电压时，触发结上的电场会产生漏极扩散，从而使控制层中的电子和空穴向N1层或P1层运动。

如果控制层中的载流子浓度高于某个值，那么触发结的电阻就会下降，电流将通过触发结，使晶闸管进入导通状态。

2.导通过程当晶闸管处于导通状态时，阳极和压电传输的电流都是主要的通电要素。

此时晶闸管的特性曲线显示出电流与电压之间的非线性关系。

当电流I G增加，晶闸管的触发电压U GT几乎不变，但是阳极电流I A与触发电流I G呈线性关系。

当晶闸管的阳极电压增加，电流增大，但是增加的速度并非线性关系。

当电压继续增大时，电流稳定在一个较大的数值。

在导通状态下，晶闸管相当于一个两端电压少量扩大的二极管。

三、晶闸管的特性晶闸管的特性可以从静态特性和动态特性两个方面来讨论：1.静态特性晶闸管的静态特性包括触发特性和导通特性两个方面：触发特性是指晶闸管在不同触发电流和触发电压条件下的触发特性曲线。

当触发电流I G增加时，触发电压U GT基本不变，这种关系在实际电路中经常用来测量晶闸管的参数。

一、晶闸管的基本结构晶闸管(Semi ｃo ｎdu ｃｔo ｒC ｏnt ｒoll ｅｄ Ｒe ｃｔifier 简称SCR)是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。

它有三个引出电极,即阳极（A ）、阴极(Ｋ）和门极（G)。

其符号表示法和器件剖面图如图1所示。

图１ 符号表示法和器件剖面图普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散Ｐ型杂质(铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质(磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极,在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。

图2、晶闸管载流子分布二、晶闸管的伏安特性晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的。

通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系,如图3所示。

图3 晶闸管的伏安特性曲线当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏,2J 反偏,外加电压几乎全部降落在2J 结上,2J 结起到阻断电流的作用。

随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。

当AK V 增大超过BO V 以后,阳极电流突然增大,特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。

晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为１Ｖ左右，特性曲线ＣＤ段对应的状态称为导通状态。

通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。

晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。

当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时,如果使得门极相对于阴极为正,给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。

转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数,G I 越大，BO V 越小。

如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号,器件仍然然导通。

晶闸管的结构原理及应用1. 晶闸管的概述晶闸管（Thyristor）是一种主要用于电能控制的半导体器件，广泛应用于电力电子技术领域。

晶闸管具有高压、大电流、能耗低、可靠性好等特点，被广泛应用于家电、工业控制、交通运输等领域。

2. 晶闸管的结构原理晶闸管的结构采用P-N-P-N四层结构，主要由控制极（G：Gate）、阳极（A：Anode）、阴极（K：Cathode）三个电极组成。

其结构和工作原理如下：•P层：阳极侧为P型半导体，控制极侧为薄的N型半导体层；•N层：阳极侧为N型半导体，控制极侧为一薄层的P型半导体层；•控制极：通过控制极加上一个触发脉冲，使得晶闸管的导通；•阳极：负责控制晶闸管的输出电流；•阴极：负责晶闸管的接地。

3. 晶闸管的工作原理晶闸管的工作原理可分为四个状态：关断（Off）、导通（On）、保持（Hold）、关断恢复（Off Recovery）。

1.关断状态：晶闸管在没有施加控制信号时处于关断状态，此时无法通过阳极和控制极之间的电流。

晶闸管的控制极与阳极之间存在电压可能会使其进入导通状态；2.导通状态：当控制极与阳极之间施加一个足够大的正向电压时，晶闸管进入导通状态。

此时，晶闸管的阳极和控制极之间的电流将开始流动；3.保持状态：在晶闸管进入导通状态后，控制极与阳极之间的电压可以降至较低水平，晶闸管仍然保持导通状态。

然而，如果该电压降至一定程度以下，则晶闸管将自动进入关断状态；4.关断恢复状态：当控制极与阳极之间的电压降至负值时，晶闸管将从导通状态恢复到关断状态。

4. 晶闸管的应用由于晶闸管具有可控性强、效率高、可靠性好等优点，被广泛应用于以下领域：•电力调节：晶闸管可用于交流电压调节，实现对电力的控制。

例如，晶闸管可以用于家庭用电中的调光灯、风扇等电器，以及电力工业中的电动机调速器、变频器等设备；•电流控制：晶闸管可用于控制电流的大小和方向。

例如，晶闸管可以用于电焊机，控制焊接电流，使焊接效果更加稳定和高效；•能量回收：晶闸管可以将电能回收并用于其他用途。