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晶闸管触发电路(晶闸管的结构和工作原理)

快讯 衡丽电子 46浏览

1.晶闸管的简介:

晶闸管是晶体闸流管的简称,又称作可控硅整流器,以前被称为可控硅。1956年贝尔实验室发明晶闸管,1957年通用电气开发出第一个晶闸管产品。晶闸管有普通晶闸管及其派生的晶闸管,一般提起晶闸管指的是普通晶闸管。

2.晶闸管的基本结构示意图:

上图中,a是晶闸管的外形,b是晶闸管的4层半导体结构,c是电气符号。

内部是PNPN4层半导体结构,分别命名为P1,N1,P2,N2四个区,P1区引出阳极A,N2区引出阴极K,P2区引出门极G,四个区(如上图2-7)从上到下依次形成J1,J2,J3三个PN结。如果施加正向电压,A接 ,K接-,则J2处于反偏状态,只有很小的漏电流通过,相当于阻断状态;如果施加反向电压,A接-,K接 ,则J1和J3处于反偏状态,器件仍然处于阻断状态,仅有极小的漏电流流过。

3.晶闸管导通的关断的基本原理:

上图中,a是晶闸管的晶体管等效模型,b是等效晶闸管电路及电流流向

在a)图中,通过斜面将四层半导体结构分为2个PN结,这意味着晶闸管可以等效看成由P1N1P2和N1,P1,N2构成的2个晶体管V1,V2的组合体,如b)图所示,如果外电路向门极注入驱动电流IG,则IG流入三极管的基极,使得V2三极管导通,流过导通电流IC2,进一步引起V1三极管的基极导通,使的Ic2导通,注入V1基极,形成正反馈,最终使得V1和V2三极管完全导通,即图中晶闸管(A点和K)导通,此时撤掉EG产生的IG,晶闸管仍然导通(可以看成自锁效应),因此想要使得晶闸管关断,必须去掉阳极所加的正向电压,或者给阳极施加反向电压,或者使三极管的基极电流降低到导通门槛值以下,这样才能使晶闸管关断。

因此可看出晶闸管导通只需要一个触发信号,即施加开通信号后,信号可以消失,但是晶闸管已经被驱动,也不会因为触发信号的消失而关断或者改变状态,仍然一直导通。

晶闸管被触发导通的几种其他情况:

(1) 阳极电压升高的相当高的数值造成雪崩效应(绝对高的电压击穿);

(2) 阳极电压上升率du/dt过高;

(3) 结温过高;(热损坏)

(4) 光直接照射硅片;(光触发)

以上几种导通方式,只有光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘,可以应用于高压电力设备,其他手段都难以控制,因此难以应用于实践。

另外光控晶闸管是由光信号触发的晶闸管,是晶闸管的一种派生器件。

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