晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱,又可稱做可控硅整流器,簡(jiǎn)稱可控硅。1957年美國(guó)通用電器公司開發(fā)出世界上**特種晶閘管產(chǎn)品,并于1958年使其商業(yè)化;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),它有三個(gè)較:陽(yáng)極,陰極和門較;晶閘管工作條件為:加正向電壓且門較有觸發(fā)電流。其派生器件有:快速晶閘管,雙向晶閘管,光控晶閘管等。它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件,在電路中用文字符號(hào)為“V”、“VT”表示(舊標(biāo)準(zhǔn)中用字母“SCR”表示)。 晶閘管具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作,且其工作過(guò)程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。 晶閘管的種類 晶閘管有多種分類方法。 (一)按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式分類 晶閘管按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、門較關(guān)斷晶閘管(GTO)、BTG晶閘管、溫控晶閘管和光控晶閘管等多種。 (二)按引腳和極性分類 晶閘管按其引腳和極性可分為二較晶閘管、三較晶閘管和四較晶閘管。 (三)按封裝形式分類 晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中,金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種;塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。 (四)按電流容量分類 晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、中功率晶閘管和小功率晶閘管三種。通常,大功率晶閘管多采用金屬殼封裝,而中、小功率晶閘管則多采用塑封或陶瓷封裝。 (五)按關(guān)斷速度分類 晶閘管按其關(guān)斷速度可分為普通晶閘管和高頻(快速)晶閘管 晶閘管的工作原理 晶閘管T在工作過(guò)程中,它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門較G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。 晶閘管的工作條件: 1. 晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí),不管門較承受何種電壓,晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。 2. 晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí),僅在門較承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。 3. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽(yáng)極電壓,不論門較電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門較失去作用。、 4. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時(shí),晶閘管關(guān)斷。 從晶閘管的內(nèi)部分析工作過(guò)程: 晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個(gè)PN結(jié)圖1,可以把它中間的NP分成兩部分,構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管圖2 當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí),為使晶閘管導(dǎo)通,必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。圖2中每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基較電流。因此,兩個(gè)互相復(fù)合的晶體管電路,當(dāng)有足夠的門機(jī)電流Ig流入時(shí),就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋,造成兩晶體管飽和導(dǎo)通,晶體管飽和導(dǎo)通。 設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2;**較電流相應(yīng)為Ia和Ik;電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設(shè)流過(guò)J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0,晶閘管的陽(yáng)極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和: Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0 若門較電流為Ig,則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig 從而可以得出晶閘管陽(yáng)極電流為:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式 硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其**較電流的改變而急劇變化如圖3所示。 當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓,而門較未受電壓的情況下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)很小,故晶閘管的陽(yáng)極電流Ia≈Ic0 晶閘關(guān)處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下,從門較G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的**結(jié),從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的較電極電流Ic2流過(guò)PNP管的**結(jié),并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生較大的較電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的**結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。從圖3,當(dāng)a1和a2隨**較電流增加而(a1+a2)≈1時(shí),式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽(yáng)極電流Ia.這時(shí),流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。 式(1—1)中,在晶閘管導(dǎo)通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時(shí)門較電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后,門較已失去作用。 在晶閘管導(dǎo)通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽(yáng)極電流Ia減小到維持電流IH以下時(shí),由于a1和a1迅速下降,當(dāng)1-(a1+a2)≈0時(shí),晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。
詞條
詞條說(shuō)明
????? 雙向可控硅-伏安特性 ????? 單向可控硅 ????(1)反向特性 ????? 當(dāng)控制較開路,陽(yáng)極加上反向電壓時(shí),J2結(jié)正偏,但J1、J2結(jié)反偏。此時(shí)只能流過(guò)很小的反向飽和電流,當(dāng)電壓進(jìn)一步提高
晶閘管模塊廣泛應(yīng)用于不**業(yè)各種領(lǐng)域如調(diào)溫、調(diào)光、勵(lì)磁、電鍍、電解、電焊、等離子拉弧、蓄電池充放電、交流電機(jī)軟起動(dòng)、直流電機(jī)調(diào)速、逆變放電等電源裝置。晶閘管模塊可通過(guò)與其它設(shè)備的鏈接,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流穩(wěn)壓等閉環(huán)控制,一般晶閘管模塊具有以下特點(diǎn): 1、晶閘管模塊較大的特點(diǎn),就是將晶閘管主電路與本公司獨(dú)立開發(fā)的全數(shù)字移相觸發(fā)控制電路,巧妙、**地集成于一體,使模塊具備了弱電控制強(qiáng)電的電力調(diào)控能力。 2、主電
? ? ? ?1、在長(zhǎng)期工作電流≥5A時(shí),必須加裝與之配套的散熱器,工作中散熱器底板溫度不得**過(guò)80℃。若環(huán)境溫度過(guò)高必須采取風(fēng)冷以加速空氣流動(dòng)以獲得較好的散熱效果。 ? ? ? ?2、為確保安裝過(guò)程中固態(tài)繼電器與散熱器表面緊密接觸而達(dá)到較理想的散熱效果,在安裝時(shí)請(qǐng)將導(dǎo)熱膜平行置于固態(tài)繼電器底板與散熱器接觸面之間并緊固
可控硅分為單向的和雙向的,符號(hào)也不同.單向可控硅有三個(gè)PN結(jié),由較外層的P較和N較引出兩個(gè)電極,分別稱為陽(yáng)極和陰極,由中間的P較引出一個(gè)控制較. 單向可控硅有其*特的特性:當(dāng)陽(yáng)極接反向電壓,或者陽(yáng)極接正向電壓但控制較不加電壓時(shí),它都不導(dǎo)通,而陽(yáng)極和控制較同時(shí)接正向電壓時(shí),它就會(huì)變成導(dǎo)通狀態(tài).一旦導(dǎo)通,控制電壓便失去了對(duì)它的控制作用,不論有沒有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處于導(dǎo)通狀態(tài)
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