晶閘管的作用及特點(diǎn)

　　晶體閘流管（Thyristor）又稱作可控硅整流器，曾被簡(jiǎn)稱為可控硅；1957年美國(guó)通用電器公司開發(fā)出世界上第一晶閘管產(chǎn)品，并于1958年使其商業(yè)化。晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個(gè)極：陽(yáng)極，陰極和門極；晶閘管工作條件為：加正向電壓且門極有觸發(fā)電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路中用文字符號(hào)為“V”、“VT”表示（舊標(biāo)準(zhǔn)中用字母“SCR”表示）。晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過(guò)程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。

　　工作原理編輯 播報(bào)晶閘管T在工作過(guò)程中，它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。

　　特點(diǎn)

　　晶閘管的陽(yáng)極電壓與陽(yáng)極電流的關(guān)系，稱為晶閘管的伏安特性，如圖所示。晶閘管的陽(yáng)極與陰極間加上正向電壓時(shí)，在晶閘管控制極開路(Ig=0)情況下，開始元件中有很小的電流(稱為正向漏電流)流過(guò)，晶閘管陽(yáng)極與陰極間表現(xiàn)出很大的電阻，處于截止?fàn)顟B(tài)(稱為正向阻斷狀態(tài))，簡(jiǎn)稱斷態(tài)。當(dāng)陽(yáng)極電壓上升到某一數(shù)值時(shí)，晶閘管突然由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通狀態(tài)，簡(jiǎn)稱通態(tài)。陽(yáng)極這時(shí)的電壓稱為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓(UDSM)，或稱正向轉(zhuǎn)折電壓(UBO)。導(dǎo)通后，元件中流過(guò)較大的電流，其值主要由限流電阻(使用時(shí)由負(fù)載)決定。在減小陽(yáng)極電源電壓或增加負(fù)載電阻時(shí)，陽(yáng)極電流隨之減小，當(dāng)陽(yáng)極電流小于維持電流IH時(shí)，晶閘管便從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)化為阻斷狀態(tài)。由圖可看出，當(dāng)晶閘管控制極流過(guò)正向電流Ig時(shí)，晶閘管的正向轉(zhuǎn)折電壓降低， Ig越大，轉(zhuǎn)折電壓越小，當(dāng)Ig足夠大時(shí)，晶閘管正向轉(zhuǎn)折電壓很小，一加上正向陽(yáng)極電壓，晶閘管就導(dǎo)通。實(shí)際規(guī)定，當(dāng)晶閘管元件陽(yáng)極與陰極之間加上6V直流電壓時(shí)，能使元件導(dǎo)通的控制極最小電流(電壓)稱為觸發(fā)電流(電壓)。在晶閘管陽(yáng)極與陰極間加上反向電壓時(shí)，開始晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)，只有很小的反向漏電流流過(guò)。當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值時(shí)，反向漏電流急劇增大，這時(shí)，所對(duì)應(yīng)的電壓稱為反向不重復(fù)峰值電壓(URSM)，或稱反向轉(zhuǎn)折(擊穿)電壓(UBR)?？梢姡чl管的反向伏安特性與二極管反向特性類似。

　　作用

　　普通晶閘管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管，就可以構(gòu)成可控整流電路、逆變、電機(jī)調(diào)速、電機(jī)勵(lì)磁、無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)及自動(dòng)控制等方面。現(xiàn)在我畫一個(gè)最簡(jiǎn)單的單相半波可控整流電路〔圖4(a）〕。在正弦交流電壓U2的正半周期間，如果VS的控制極沒(méi)有輸入觸發(fā)脈沖Ug，VS仍然不能導(dǎo)通，只有在U2處于正半周，在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時(shí)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通?，F(xiàn)在，畫出它的波形圖〔圖4(c）及（d）〕，可以看到，只有在觸發(fā)脈沖Ug到來(lái)時(shí)，負(fù)載RL上才有電壓UL輸出（波形圖上陰影部分）。Ug到來(lái)得早，晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就早；Ug到來(lái)得晚，晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就晚。通過(guò)改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來(lái)的時(shí)間，就可以調(diào)節(jié)負(fù)載上輸出電壓的平均值UL（陰影部分的面積大?。Ｔ?a target="_blank">電工技術(shù)中，常把交流電的半個(gè)周期定為180°，稱為電角度。這樣，在U2的每個(gè)正半周，從零值開始到觸發(fā)脈沖到來(lái)瞬間所經(jīng)歷的電角度稱為控制角α；在每個(gè)正半周內(nèi)晶閘管導(dǎo)通的電角度叫導(dǎo)通角θ。很明顯，α和θ都是用來(lái)表示晶閘管在承受正向電壓的半個(gè)周期的導(dǎo)通或阻斷范圍的。通過(guò)改變控制角α或?qū)ń铅龋淖冐?fù)載上脈沖直流電壓的平均值UL，實(shí)現(xiàn)了可控整流。