晶闸管的基础知识【精华版】

简介: 一、考试说明1.了解单向晶闸管的结构和主要参数,掌握其工作特性。2.会使用万用表检测单向晶闸管。二、知识干货总结1.晶闸管的定义一般地,具有PNPN四层三结结构的器件是晶闸管。严格来说,根据国际电工委员会(IEC)的标准定义,具有3个或者3个以上PN结,其伏安特性至少在一个象限内具有导通和阻断两个稳定状态,并可以在两个状态之间进行切换的电力半导体器件为晶闸管。又称为(可控硅)。2.晶闸管的分类晶闸管可以分为很多类型,比如内部存在反并联二极管的逆导型晶闸管(RC-Thyristor),电流可双向控制导通的双向晶闸管(TRI-AC),门极关断晶闸管(GTO)和门极换流晶闸管(GCT)

一、考试说明

1.了解单向晶闸管的结构和主要参数,掌握其工作特性。

2.会使用万用表检测单向晶闸管。

二、知识干货总结

1.晶闸管的定义

一般地,具有PNPN四层三结结构的器件是晶闸管。严格来说,根据国际电工委员会(IEC)的标准定义,具有3个或者3个以上PN结,其伏安特性至少在一个象限内具有导通和阻断两个稳定状态,并可以在两个状态之间进行切换的电力半导体器件为晶闸管。又称为(可控硅)。


2.晶闸管的分类

晶闸管可以分为很多类型,比如内部存在反并联二极管的逆导型晶闸管(RC-Thyristor),电流可双向控制导通的双向晶闸管(TRI-AC),门极关断晶闸管(GTO)和门极换流晶闸管(GCT)等。


3.晶闸管的特点

晶闸管在通态时可以承受非常大的浪涌电流,而在阻态能承受非常高的电压,这两点的极限值在目前的所有器件中都是最高的,如果没有无法自关断这个严重的缺陷,那么晶闸管就是完美的电力半导体器件。这跟晶闸管的结构有密切关系。


4.晶闸管的引脚识读

晶闸管也是一个三端器件,按照现有的应用习惯,其三个端子定义为阳极(A,anode)、阴极(K,cathode)和门极(G,gate)。晶闸管的符号以及对应三个端子的定义如图所示。

image.png

5. 晶闸管的扩散形成

实际上一个典型的晶闸管的结构如图所示,一般从阳极到阴极的杂质半导体的性质为PNPN,因此存在3个PN结,从阳极到阴极依次为J1、J2和J3。此时,这3个结不再像晶体管那样有具体的名称。这3个PN结可以通过合金—扩散法或全扩散法形成,阳极、阴极和门极电极分别通过金属连接与对应的半导体层相连接。

image.png

6.晶闸管的简化结构图

为了分析方便,这里把上图所示的晶体管简化成如图所示的简化结构图,并认为各杂质半导体的掺杂浓度是均匀的,按照晶闸管在实际电路中的使用情况,图中还给出了用于晶闸管运行原理分析的外围电路,则流入晶闸管阳极的电流为IA,流出晶闸管阴极的电流为IK,流入晶闸管门极的电流为IG,晶闸管阳极到阴极之间的电压为UAK。

image.png

7.晶闸管的伏安特性

如图所示:

image.png

①.控制极不加电压即IG=0,正向电压小于UBO(转折电压)时,晶闸管处于正向阻断状态(断态)


②.正向阳极电压达到正向转折电UBO时,晶闸管突然从正向阻断状态转为导通状态(通态)。


③.门极电流IG越大,晶闸管导通所需要的阳极电压越小。


④.晶闸管导通之后,特性和二极管的特性相仿,管压降在1V左右。


⑤当阳极电流减小到IH(维持电流)时,晶闸管由导通变为正向阻断状态。


⑥晶闸管加反向电压时,只有很小的反向漏电流。当反向电压升高到UBR(反向击穿电压)时,晶闸管反向击穿损坏。


【注意】晶闸管只能稳定工作在阻断与导通两个状态。


8.晶闸管的工作特点

①.晶闸管导通的条件是阳极和门极均加正极性电压。


②.晶闸管导通之后,门极便失去控制作用。


③.晶闸管关断的条件是:阳极加负极性电压或将阳极电压降低到一定程度,使晶闸管中的电流IA小于维持电流IH。


注意:


①晶闸管的导通是由于晶闸管内部存在强烈的正反馈过程。


②通过门极只能控制晶闸管的导通,而不能控制其关断,因此晶闸管被称为半控型器件。


9.用万用表检测晶闸管的管脚以及性能判断

①引脚的识别:


用万用表电阻挡的R×10挡,测其任意两个引脚间的正、反向电阻,直到找出读书为数十欧的一对引脚,黑表笔所接的一端为门极(G),红表笔所接的一端为阴极(K)。剩余的引脚则为阳极(A)。


②性能的判别:


(1)若G,K之间的正反向电阻=0,或G,A和A,K之间正反向电阻都很小(内部击穿短路);


(2)若G,K之间的正反向电阻=∞(内部断路)


10.晶闸管型号的识别

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