《电子电路》课件:晶闸管及应用.ppt
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- 关 键 词:
- 电子电路 课件 晶闸管 应用
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1、(10-1)电子技术电子技术第十章第十章 晶闸管及其晶闸管及其应用应用模拟电路部分模拟电路部分(10-2)第十章第十章 晶闸管及其应用晶闸管及其应用10.1 工作原理工作原理10.2 特性与参数特性与参数10.3 可控整流电路可控整流电路10.4 触发电路触发电路10.5 单结管触发的可控整流电路单结管触发的可控整流电路10.6 晶闸管的其它应用晶闸管的其它应用10.7 晶闸管的保护及其它类型晶闸管的保护及其它类型(10-3)别名:别名:可控硅(可控硅(SCR)(Silicon Controlled Rectifier)是一种是一种大功率半导体器件,出现于大功率半导体器件,出现于70年代。它年
2、代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。域。 特点:特点:体积小、重量轻、无噪声、寿命长、体积小、重量轻、无噪声、寿命长、 容量大(正容量大(正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏)。向平均电流达千安、正向耐压达数千伏)。应用领域:应用领域: 整流(交流整流(交流 直流)直流) 逆变(直流逆变(直流 交流)交流) 变频(交流变频(交流 交流)交流) 斩波(直流斩波(直流 直流)直流)此外还可作无触点开关等。此外还可作无触点开关等。晶闸管晶闸管(Thyristor)(10-4)10.1 工作原理工作原理10.1.1 结构结构A(阳极)(阳极)P1P
3、2N1三三 个个 PN结结N2四四 层层 半半 导导 体体K(阴极)(阴极)G(控制极)(控制极)(10-5)符号符号AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK10.1.2 工作原理工作原理示意图示意图(10-6)APPNNNPGKigigigKAGT1T2等效为由二个等效为由二个三极管组成三极管组成(10-7)1. UAK 0 、UGK0时时T1导通导通ig = ib1ic1 = ig = ib2ic2 =ib2 = ig = ib1T2 导通导通形成正反馈形成正反馈晶闸管迅速导通晶闸管迅速导通T1 进一步导通进一步导通igigigKAGT1T22. 晶闸管导通后,去掉晶闸管导通后,去掉
4、UGK依靠正反馈,晶闸管仍维持导通状态。依靠正反馈,晶闸管仍维持导通状态。(10-8)(1) 晶闸管开始工作时晶闸管开始工作时 ,UAK加加反向电压,反向电压,或不加触发信号或不加触发信号(即(即UGK = 0 )。)。3. 晶闸管截止的条件:晶闸管截止的条件:(2) 晶闸管正向导通后,令其截止晶闸管正向导通后,令其截止的方法:的方法:igigigKAGT1T2 减小减小UAK,使晶闸管中电流小,使晶闸管中电流小于某一值于某一值IH。 加大回路电阻,使晶闸管中电加大回路电阻,使晶闸管中电流小于某一值流小于某一值IH时,正反馈效时,正反馈效应不能维持。应不能维持。IH:最小维持电流:最小维持电流
5、(10-9)(1)晶闸管具有单向导电性。)晶闸管具有单向导电性。若使其关断,必须降低若使其关断,必须降低 UAK 或加或加大回路电阻,把阳极电流减小到大回路电阻,把阳极电流减小到维持电流以下。维持电流以下。正向导通条件:正向导通条件:A、K间加正向电间加正向电压,压,G、K间加触发信号。间加触发信号。晶闸管的工作原理小结晶闸管的工作原理小结(2)晶闸管一旦导通,控制极失去作用。)晶闸管一旦导通,控制极失去作用。(10-10)10.2 特性与参数特性与参数10.2.1 特性特性UIURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1正向正向反向反向U - 阳极、阴极间的电压阳极、阴
6、极间的电压 I - 阳极电流阳极电流URSM反向击穿电压反向击穿电压导通后管压降约导通后管压降约1V额定正向额定正向平均电流平均电流维持电流维持电流UDSM正向转折电压正向转折电压(10-11)正向特性:正向特性: 在阳极和阴极间加正向电压。在阳极和阴极间加正向电压。UDSM:断态不重复峰值电压:断态不重复峰值电压,又称正向,又称正向转折电压。转折电压。随随UAK的加大,阳极电流逐渐增加。当的加大,阳极电流逐渐增加。当U = UDSM时,时,PN结结N1P2反向极击穿,反向极击穿,晶闸管自动导通。正常工作时,晶闸管自动导通。正常工作时, UAK应小于应小于 UDSM 。AP1P2N1N2KG若
7、在若在G和和K间加正向电压:间加正向电压:UGK越大,则越大,则UDSM越小。越小。控制极开路时:控制极开路时: PN结结P1N1、P2N2正向偏正向偏置,置,N1P2反向偏置,晶闸管截止。反向偏置,晶闸管截止。UGK足够大时,正向特性与二极管的正向特性类似。足够大时,正向特性与二极管的正向特性类似。(10-12)随反向电压的增加,反向漏电流随反向电压的增加,反向漏电流稍有增加,当稍有增加,当 U = URSM 时,反向时,反向极击穿。正常工作时,反向电压极击穿。正常工作时,反向电压必须小于必须小于URSM。AP1P2N1N2KG反向特性:反向特性: 在阳极和阴极间加反向电压。在阳极和阴极间加
8、反向电压。这时这时PN结结P1N1、P2N2反向偏置,反向偏置,N1P2正向偏置,晶闸管截止。正向偏置,晶闸管截止。URSM :反向不重复峰值电压。:反向不重复峰值电压。(10-13)1. UDRM:断态重复峰值电压:断态重复峰值电压晶闸管耐压值。一般取晶闸管耐压值。一般取 UDRM = 80% UDSM 。普通晶闸管普通晶闸管UDRM 为为 100V-3000V10.2.2 主要参数主要参数UIIHIF额定额定正向正向平均平均电流电流UDSM正向转折正向转折电压电压URSM反向击穿电压反向击穿电压UDRM(10-14)控制极断路时,可以重复作用在晶闸管上的反控制极断路时,可以重复作用在晶闸管
9、上的反向重复电压。一般取向重复电压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶。普通晶闸管闸管URRM为为100V-3000V)2. URRM:反向重复峰值电压:反向重复峰值电压UIIHIF额定额定正向正向平均平均电流电流UDSM正向转折正向转折电压电压URSM反向击穿电压反向击穿电压UDRMURRM(10-15)ITAV含义含义it 2 ITAVmmTAVIttdII0)(sin21 3. ITAV:通态平均电流:通态平均电流环境温度为环境温度为40。C时时,在在 电阻性负载、单相工频电阻性负载、单相工频 正弦半波、导电角不小于正弦半波、导电角不小于170o的电路中,晶闸管的电路中,晶闸管
10、允许的最大通态平均电流。普通晶闸管允许的最大通态平均电流。普通晶闸管 ITAV 为为1A-1000A。)。)(10-16)额定通态平均电流即正向平均电流。额定通态平均电流即正向平均电流。通用系列为:通用系列为:1、5、10、20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A 等等14种规格。种规格。UIIHIF额定额定正向正向平均平均电流电流UDSM正向转折正向转折电压电压URSM反向击穿电压反向击穿电压UDRMURRM(10-17)4. UTAV :通态平均电压:通态平均电压6. UG、IG:控制极触发电压和电流:控制极触发电压和电流管压降。在规定的条件下,通
11、过正弦半波平均管压降。在规定的条件下,通过正弦半波平均电流时,晶闸管阳、电流时,晶闸管阳、 阴两极间的电压平均值。阴两极间的电压平均值。一般为一般为1V左右。左右。5. IH:最小维持电流:最小维持电流在室温下,控制极开路、晶闸管被触发导通后,在室温下,控制极开路、晶闸管被触发导通后,维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十到一百多毫安。到一百多毫安。在室温下,在室温下, 阳极电压为直流阳极电压为直流 6V 时,使晶闸管完时,使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压、电流全导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。一。一般般UG为为 15V,IG 为几十
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