晶體閘流�(Thyristor)或閘流晶體管,簡�晶閘�,又�可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR),以前被簡稱為可控硅,是半導(dǎo)�開關(guān)元件(器件)�
1956年美國貝爾實(shí)�(yàn)�(Bell Lab)�(fā)明了晶閘管;
1957年美國通用電氣公司(GE)開發(fā)出只晶閘管產(chǎn)��
1958年商�(yè)�,開辟了電力電子技�(shù)迅速發(fā)展和廣泛�(yīng)用的嶄新�(shí)��
20世紀(jì)80年代以來,出�(xiàn)了性能更好的全控型器件,在高壓、高功率場合,結(jié)�(gòu)相對簡單、功能單一的晶閘管品種已逐步在被取代�
晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)�(gòu),它有三�(gè)極:陽極(Anode),陰�(Kathode)和門�(Gate),門極又叫柵極或控制極�
�(dāng)于或類似于可控的單向(或雙�)二極�,利用其的可控功�,可�(shí)�(xiàn)弱電對強(qiáng)電的控制,加之晶閘管具有體積�、結(jié)�(gòu)相對簡單、功能強(qiáng)、重量輕、效率高、控制靈活等�(yōu)�(diǎn),晶閘管可用于下列過程:
1、可控整流:將交流電�(zhuǎn)換成可調(diào)的直流電�
2、逆變器:將直流電�(zhuǎn)換成交流��
3、變頻:將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)換成另一種頻率或頻率可調(diào)的交流電�
4、交流調(diào)壓:將固定的交流電壓�(zhuǎn)換成有效值可�(diào)的交流電��
5、斬波:將固定的直流電壓�(zhuǎn)換成平均值可�(diào)的直流電��
6、無觸點(diǎn)通斷:制作無觸點(diǎn)開關(guān),代替交流接觸器�(shí)�(xiàn)通斷控制�
晶閘�(可控�)是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子�(shè)備和電子�(chǎn)品中,家用電器中的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)�、空�(diào)�(jī)、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、組合音�、聲光電路、定�(shí)控制�、玩具裝置、無線電遙控、攝像機(jī)及工�(yè)控制等都大量使用了可控硅器件�
大容量電力晶閘管,能在高電壓、大電流條件下工�,能承受的電壓和電流容量,工作可�,額定電壓達(dá)�(shù)千伏,額定電流達(dá)�(shù)千安,在大容量的場合具有重要地位,在電源裝置、電力牽�、電力傳�(dòng)等電力電子中,應(yīng)用廣��
晶閘管屬于半�(dǎo)體器�,也有過載能力較�、控制電路復(fù)雜的特點(diǎn)�
晶閘管往往專指晶閘管的一種基本類�,廣義來�,晶閘管(可控�)的衍生類�(種類)有很多� 按功能或觸發(fā)方式�,除單向可控硅外,還有雙向可控硅(TRIAC)、逆導(dǎo)可控�(RCT)、可�(guān)斷可控硅(GTO�、BTG可控硅、溫控可控硅(TT國外,TTS國內(nèi))、光控可控硅(LTT)、及特殊功能的可控硅� 按引腳和極性分�,除三極的可控硅�、還有二極可控硅、四極可控硅� 按關(guān)斷速度分類:可分為普通可控硅和快速可控硅。快速晶閘管包括所有專為快速應(yīng)用而設(shè)�(jì)的晶閘管,有常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管,可分別�(yīng)用于400HZ�10KHZ以上的斬波或逆變電路�。(備注:高頻不能等同于快速晶閘管�
按封裝結(jié)�(gòu)�,有塑封、陶瓷封�、帶或不帶散熱片封裝、金屬封�� 按功率分,有小功率、中功率、和大功�� �、小功率的有TO-92、TO-126、TO-220等塑封或陶瓷封裝,圓殼形金屬封裝� 大功率的有螺栓型、平板型、圓殼型等,螺栓型的螺栓一端是陽極A(還用于固定散熱器�,另一端粗引線是陰極K、細(xì)引線是門極G
晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 a) 雙晶體管模型 b) 等效電路
如上�(a)所示,晶閘管有四層半導(dǎo)�、三�(gè)PN�(jié),可將一只晶閘管看作是連在一起的一只PNP三極管和一只NPN三極管。其等效電路見圖2(b)� 工作原理 在陽極A與陰極K之間加上正向電壓的條件下,如果在門極G與陰極K之間加上觸發(fā)電壓,產(chǎn)生觸�(fā)電流IG,V2�(dǎo)通并放大,產(chǎn)生IC2;IB1= IC2,V1�(dǎo)通并放大,產(chǎn)生IC1,在IG=0的情況下,IB2= IC1,晶閘管繼續(xù)�(dǎo)�,并�(dá)到飽和狀�(tài)。顯�,只要IC1大于某一界限,即使觸�(fā)電壓已經(jīng)消失,晶閘管將保持導(dǎo)通。這一界限稱為晶閘管的維持電流� 晶閘管只有導(dǎo)通和�(guān)斷兩種工作狀�(tài)。晶閘管在關(guān)斷狀�(tài),如果陽極A電位高于是陰極K電位,且門極G、陰極K之間有足夠的正向電壓,則從關(guān)斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)�。晶閘管在導(dǎo)通狀�(tài),如陽極A電位高于陰極K電位,且陽極A電流大于維持電流,即使除去門極G、陰極K之間電壓,仍然維持導(dǎo)�;如陽極A電位低于陰極K電位或陽極A電流小于維持電流,則從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)��
晶閘管可用如�2所示的等效電路來表示�
式中a1和a2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益;ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電�。由以上式(1-1)~�1-4)可�
晶體管的特性是:在低發(fā)射極電流下a 是很小的,而當(dāng)�(fā)射極電流建立起來之后,a 迅速增�� 阻斷狀�(tài):IG=0,a1+a2很小。流過晶閘管的漏電流稍大于兩�(gè)晶體管漏電流之和� 開通(門極觸�(fā)):注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致a1+a2趨近�1的話,流過晶閘管的電流IA(陽極電流)將趨近于無窮�,實(shí)�(xiàn)飽和�(dǎo)�。IA�(shí)際由外電路決�� 其他幾種可能�(dǎo)通的情況�
1� 陽極A電壓升高至相�(dāng)高的�(shù)值造成雪崩效應(yīng)�
2� 陽極A電壓上升率du/dt過高�
3� �(jié)溫較��
4� 光直接照射硅�,即光觸�(fā),光觸發(fā)可以保證控制電路與主電路之間的良好絕緣而應(yīng)用于高壓電力�(shè)備中之外,其它都因不易控制而難以應(yīng)用于�(shí)�,稱為光控晶閘管(Light Triggered Thyristor——LTT�。只有門極觸�(fā)(包括光觸發(fā))是最精確、迅速而可靠的控制手段
維庫電子�,電子知識,一查百��
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