可控硅及其应用1

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1、2013第17章可控硅及其应用别名：可控硅（SCR)是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。应用领域：整流（交流直流）逆变（直流交流）变频（交流交流）斩波（直流直流）此外还可作无触点开关等。晶闸管17.1工作原理1.结构P1P2N1N2四层半导体K（阴极）G（控制极）A（阳极）PNPN四层半导体结构三个PN结图11.1晶闸管的外形及其符号(a)螺栓式；(b)平板式；(c)塑封式；(d)符号符号AKGGKP1P

2、2N1N2APPNNNPAGK2.工作原理阳极阴极控制极APPNNNPGKigßigßßigKAGT1T2等效为由二个三极管组成UGKUAKT1、T2都导通后，即使去掉UGK，T1、T2仍然导通RL(1)阳极A加反向电压，或不加触发信号（即UGK=0）。可控硅导通的条件：（1）阳极A加正电压（2）控制极G加正的触发电压可控硅截止的条件：(2)可控硅正向导通后，若令其关断，必须减小UAK（或使UAK反向），使可控硅中电流小于某一最小电流IH（IH称为维持电流）AigßigßßigKGT1T2UAKRLUGKAKG（1）晶闸管具有单向导电性。若使其关断

3、，必须降低UAK或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。正向导通条件：A、K间加正向电压，G、K间加正的触发信号。晶闸管的工作原理小结（2）晶闸管一旦导通，控制极便失去作用。17.2特性与参数1.特性UIIHIFIG=0时有IG时正向反向U--阳极、阴极间的电压I--阳极电流UDSM正向转折电压截止导通导通后管压降约1V额定正向平均电流维持电流URSM反向击穿电压正向特性：控制极开路时，随UAK的加大，阳极电流逐渐增加。当U=UDSM（正向转折电压）时，晶闸管自动导通。正常工作时，UAK应小于UDSM。反向特性：随反向电压的增加，反向漏电流稍

4、有增加，当U=URSM（反向击穿电压）时，反向击穿。正常工作时，反向电压必须小于URSM。(1)UDRM：正向阻断电压晶闸管耐压值。一般取UDRM=80%UDSM（正向转折电压）。普通晶闸管UDRM为100V---3000V2.主要参数UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRM控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反向重复电压。一般取URRM=80%URSM（反向击穿电压）。普通晶闸管URRM为100V--3000V）(2)URRM：反向峰值电压UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压U

5、DRMURRM(3)IF：额定正向平均电流：通用系列为：1、5、10、20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRMURRM晶闸管的主要参数1）电压定额(1)正向转折电压UBO。(2)正向阻断重复峰值电压UVM。(3)反向重复峰值电压URM。(4)通态平均电压UF。(5)额定电压UD。1)额定正向平均电流IF2)维持电流IH4．控制极定额1)控制极触发电压UG和触发电流IG2)控制极反向电压UGR晶闸管的型号国产晶闸管的型号

6、有两种表示方法,即KP系列和3CT系列。额定通态平均电流的系列为1、5、10、20、30、50、100、200、300、400、500、600、900、1000(A)等14种规格。额定电压在1000V以下的,每100V为一级;1000V到3000V的每200V为一级,用百位数或千位及百位数组合表示级数。KP系列表示参数。其通态平均电压分为9级,用A～I各字母表示0.4～1.2V的范围,每隔0.1V为一级。例如,型号为KP200-10D,表示IF=200A、UD=1000V、UF=0.7V的普通型晶闸管。3CT系列表示参数的方式如图11.7所示。CT

7、系列参数表示方式普通晶闸管质量粗测1．测量可控硅内部的PN结可控硅的内部有三个PN结,这三个PN结的好坏直接影响可控硅的质量。所以使用可控硅之前,应该先对这三个PN结进行测量。测量方法如图所示。可控硅的测量2．测量可控硅的关断状态可控硅在反向连接时是不导通的,如果可控硅正向连接,但是没有控制电压,它也是不导通的。在这两种情况下,可控硅中间没有电流流过,属于关断状态。把万用表置在R×1k(或R×10k)挡,黑表棒接可控硅的阳极a,红表棒接阴极k,可控硅属于正向连接,表上显示的电阻应很大,把两根表棒对换后,再分别接可控硅的阳极和阴极,使可控硅处于反向

8、连接状态,表上显示的电阻仍然应该很大,如图所示。3．测量可控硅的触发能力检查小功率晶闸管触发电路如图所示。万用表置于R×1