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晶闸管的作用与原理介绍 晶闸管工作时的特性

发布日期:2019-10-12 11:40:39    来源:民族品牌网     浏览次数:573    评论:0
【导读】晶闸管是一种能在高压大电流下工作的开关元件,其工作过程是可控的。晶闸管广泛应用于可控整流、交流调压、非接触式电子开关、逆
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晶闸管是一种能在高压大电流下工作的开关元件,其工作过程是可控的。晶闸管广泛应用于可控整流、交流调压、非接触式电子开关、逆变器、变频调速等领域,是控制大电流的典型小电流设备。1957年,通用电气公司开发了世界上第一种晶闸管产品,并于1958年将其商业化。

晶闸管是晶闸管的简称,又称晶闸管整流器,原名晶闸管;1957年,美国通用电气公司开发出世界上第一款晶闸管产品,并于1958年实现商业化;晶闸管是PNPN四层半导体结构,具有阳极、阴极和栅极三个极;晶闸管具有硅整流装置的特点,能在高压大电流下工作,工作过程可控。它广泛应用于可控整流、交流调压、非接触式电子开关、逆变器和变频电路中。

晶闸管导通的条件是:在栅极处加正向电压和触发电流;导通器件有:快速晶闸管、双向晶闸管、反向晶闸管、光晶闸管等,是大功率开关半导体器件。它由电路中的字母“v”和“vt”表示(旧标准中的“scr”)。

它由一个p-n-p-n四层(4层)半导体组成,中间形成三个pn结。

晶闸管工作原理

在晶闸管运行过程中,其阳极(a)和阴极(k)分别与电源和负载相连构成晶闸管主电路,晶闸管的栅极g和阴极k与晶闸管控制装置相连构成晶闸管控制电路。晶闸管是一种半控电力电子器件。其工作条件如下:

1、当晶闸管承受反向阳极电压时,无论栅极电压如何,晶闸管都处于反向闭锁状态。

2、当晶闸管受到正阳极电压时,只有当栅极受到正阳极电压时,晶闸管才接通。此时,晶闸管处于正向导通状态,这是晶闸管的晶闸管特性,可以控制。

3、当晶闸管导通时,只要有一定的正极电压,不管门极电压如何,晶闸管都会保持导通,即晶闸管导通后,门极将失去其功能。门极只起扳机的作用。

4、当晶闸管打开时,当主电路的电压(或电流)降到接近零时,晶闸管关闭。

晶闸管的工作特性

晶闸管阳极电压与电流的关系称为晶闸管伏安特性。当晶闸管的正负极之间加上正电压时,在晶闸管控制极开路(ig=0)的情况下,很小的电流(称为正向漏电流)流过启动元件,晶闸管的正负极之间有很大的电阻,简称为截止状态(称为前向阻塞状态)。

当阳极电压上升到一定值时,晶闸管突然从闭锁状态变为导通状态,简称导通状态。此时阳极的电压称为关断状态非重复峰值电压(udsm)或正向过渡电压(ubo)。

导通后,有大电流流过元件,其值主要由限流电阻(负载使用时)决定。当阳极供电电压降低或负载电阻增大时,阳极电流减小。当阳极电流小于维护电流ih时,晶闸管将从导通状态变为闭锁状态。从图中可以看出,当晶闸管控制极流过正向电流ig时,晶闸管正向转向电压降低。ig越大,转动电压越小。当ig足够大时,晶闸管的正向电压很小。当正向阳极电压增加时,晶闸管接通。规定当晶闸管元件的正负极之间加上6V直流电压时,晶闸管元件可以使该元件

装置所导通的控制极的最小电流(电压)称为触发电流(电压)。

当晶闸管的正负极之间施加反向电压时,晶闸管在开始时处于反向闭锁状态,只有很小的反向漏电流流过。当反向电压增大到一定值时,反向漏电流急剧增大。此时,对应的电压称为反向非重复峰值电压(URSM)或反向转向(击穿)电压(UBR)。可见,晶闸管的反向伏安特性与二极管的反向伏安特性相似。