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高压可控硅晶闸管怎么分类?

当于或类似于可控的单向(或双向)二极管,利用其的可控功能,可实现弱电对强电的控制,加之晶闸管具有体积小、结构相对简单、功能强、重量轻、效率高、控制灵活等优点,晶闸管可用于下列过程:

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刘欣

2020-3-17 13:53:07
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  • 晶闸管具有硅整流器件的特性
  • 分类
  • 晶闸管的结构与工作原理


  晶闸管具有硅整流器件的特性




  •     当于或类似于可控的单向(或双向)二极管,利用其的可控功能,可实现弱电对强电的控制,加之晶闸管具有体积小、结构相对简单、功能强、重量轻、效率高、控制灵活等优点,晶闸管可用于下列过程:
        1、可控整流:将交流电转换成可调的直流电;
        2、逆变器:将直流电转换成交流电;
        3、变频:将一种频率的交流电转换成另一种频率或频率可调的交流电;
        4、交流调压:将固定的交流电压转换成有效值可调的交流电压;
        5、斩波:将固定的直流电压转换成平均值可调的直流电压;
        6、无触点通断:制作无触点开关,代替交流接触器实现通断控制。
        晶闸管(可控硅)是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中,家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光威廉希尔官方网站 、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。
        大容量电力晶闸管,能在高电压、大电流条件下工作,能承受的电压和电流容量最高,工作可靠,额定电压达数千伏,额定电流达数千安,在大容量的场合具有重要地位,在电源装置、电力牵引、电力传动等电力电子中,应用广泛。
        晶闸管属于半导体器件,也有过载能力较差、控制威廉希尔官方网站 复杂的特点。



  分类




  •     晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型,广义来说,晶闸管(可控硅)的衍生类型(种类)有很多。  按功能或触发方式分,除单向可控硅外,还有双向可控硅(TRIAC)、逆导可控硅(RCT)、可关断可控硅(GTO)、BTG可控硅、温控可控硅(TT国外,TTS国内)、光控可控硅(LTT)、及特殊功能的可控硅。  按引脚和极性分类,除三极的可控硅外、还有二极可控硅、四极可控硅。  按关断速度分类:可分为普通可控硅和快速可控硅。快速晶闸管包括所有专为快速应用而设计的晶闸管,有常规的快速晶闸管和工作在更高频率的高频晶闸管,可分别应用于400HZ和10KHZ以上的斩波或逆变威廉希尔官方网站 中。(备注:高频不能等同于快速晶闸管)
        按封装结构分,有塑封、陶瓷封装、带或不带散热片封装、金属封装。 按功率分,有小功率、中功率、和大功率。  中、小功率的有TO-92、TO-126、TO-220等塑封或陶瓷封装,圆壳形金属封装。 大功率的有螺栓型、平板型、圆壳型等,螺栓型的螺栓一端是阳极A(还用于固定散热器),另一端粗引线是阴极K、细引线是门极G




  晶闸管的结构与工作原理





  •     晶闸管的双晶体管模型及其工作原理  a) 双晶体管模型  b) 等效威廉希尔官方网站
        如上图(a)所示,晶闸管有四层半导体、三个PN结,可将一只晶闸管看作是连在一起的一只PNP三极管和一只NPN三极管。其等效威廉希尔官方网站 见图2(b)。  工作原理  在阳极A与阴极K之间加上正向电压的条件下,如果在门极G与阴极K之间加上触发电压,产生触发电流IG,V2导通并放大,产生IC2;IB1= IC2,V1导通并放大,产生IC1,在IG=0的情况下,IB2= IC1,晶闸管继续导通,并达到饱和状态。显然,只要IC1大于某一界限,即使触发电压已经消失,晶闸管将保持导通。这一界限称为晶闸管的维持电流。  晶闸管只有导通和关断两种工作状态。晶闸管在关断状态,如果阳极A电位高于是阴极K电位,且门极G、阴极K之间有足够的正向电压,则从关断转为导通。晶闸管在导通状态,如阳极A电位高于阴极K电位,且阳极A电流大于维持电流,即使除去门极G、阴极K之间电压,仍然维持导通;如阳极A电位低于阴极K电位或阳极A电流小于维持电流,则从导通转为关断。
        晶闸管可用如图2所示的等效威廉希尔官方网站 来表示。

        式中a1和a2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益;ICBO1和ICBO2分别是V1和V2的共基极漏电流。由以上式(1-1)~(1-4)可得
        晶体管的特性是:在低发射极电流下a 是很小的,而当发射极电流建立起来之后,a 迅速增大。  阻断状态:IG=0,a1+a2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和; 开通(门极触发):注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致a1+a2趋近于1的话,流过晶闸管的电流IA(阳极电流)将趋近于无穷大,实现饱和导通。IA实际由外威廉希尔官方网站 决定。 其他几种可能导通的情况:
        1) 阳极A电压升高至相当高的数值造成雪崩效应;
        2) 阳极A电压上升率du/dt过高;
        3) 结温较高;
        4) 光直接照射硅片,即光触发,光触发可以保证控制威廉希尔官方网站 与主威廉希尔官方网站 之间的良好绝缘而应用于高压电力设备中之外,其它都因不易控制而难以应用于实践,称为光控晶闸管(Light Triggered Thyristor——LTT)。只有门极触发(包括光触发)是最精确、迅速而可靠的控制手段

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