電力電子半導(dǎo)體器件scr(已修改)
2025-05-12 01:43 本頁面
【正文】 第三章 晶閘管 167。 普通晶閘管 Thyristor 硅可控整流器，可控硅， SCR。 一、結(jié)構(gòu)：四層 PNPN結(jié)構(gòu)，三端器件 符號(hào) 正向阻斷： A—K接正電壓， J2反偏，漏電流很小。 反向阻斷： A—K接負(fù)電壓， J1， J3反偏，漏電流很小。 等效電路：由 PNP和 NPN兩個(gè)晶體管互聯(lián)，內(nèi)部正反饋連接。 正反饋過程 令：兩個(gè)晶體管共基極電流放大數(shù) α1 、 α2 J2結(jié)反向漏電流為 IC0 則： 共基極電流放大系數(shù) α1 、 α2 與發(fā)射極電流變化關(guān)系： ① IG=0時(shí)， α1 、 α2 約為 0， IA≈ IC0，晶閘管正向阻斷。 ② IG0時(shí)， α1 、 α2 隨射極電流 增大而上升，當(dāng) α1 +α2 ≈1時(shí)， IA迅速增大，正向?qū)ā? *此時(shí)，即使再為 0，晶閘管仍繼續(xù)導(dǎo)通 ——半控型器件。 1．晶閘管導(dǎo)通的幾種情況： ①門極觸發(fā)：Ａ－Ｋ極之間加正向電壓；Ｇ－Ｋ極間加正向電壓 和電流。 ——通用方法 ②陽極電壓作用：陽極電壓上升到相當(dāng)數(shù)值時(shí)， J3結(jié)擊穿， IB2 增大，由正反饋?zhàn)饔脤?dǎo)致導(dǎo)通。 ——會(huì)引起局部過 熱，易擊穿，不易控制。 ③ du/dt作用：陽極電壓上升速率快， J3結(jié)電容 C產(chǎn)生位移電流 導(dǎo)致射極電流增大，引起導(dǎo)通。 ——控制困難，過大的 du/dt會(huì)損壞管子。 ④溫度作用：結(jié)溫增高，漏電流增大，引起導(dǎo)通。 ⑤光觸發(fā)：光照射下，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，形成觸發(fā)電流。 ——光觸發(fā)晶閘管 ⑤ 光觸發(fā)：光照射下，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，形成觸發(fā)電流。 ——光觸發(fā)晶閘管 1．晶閘管導(dǎo)通的幾種情況： ① 門極觸發(fā)：Ａ－Ｋ極之間加正向電壓；Ｇ－Ｋ極間加正向 電壓和電流。 ——通用方法 ② 陽極電壓作用：陽極電壓上升到相當(dāng)數(shù)值時(shí)， J3結(jié)擊穿， IB2增大，由正反饋?zhàn)饔脤?dǎo)致導(dǎo)通。 ——會(huì)引起局部過熱，易擊穿，不易控制。 ③ du/dt作用：陽極電壓上升速率快， J3結(jié)電容 C產(chǎn)生位移電流 導(dǎo)致射極電流增大，引起導(dǎo)通。 ——控制困難，過大的 du/dt會(huì)損壞管子。 ④ 溫度作用：結(jié)溫增高，漏電流增大，引起導(dǎo)通。 2．關(guān)斷條件：陽極電壓減小 /反向，使陽極電流減小到維持電流 以下， IAIH時(shí)，管子自動(dòng)關(guān)斷。 二、特性 1．陽極伏安特性： VAK—IA關(guān)系 VBO：正向轉(zhuǎn)折電壓 VRSM：反向轉(zhuǎn)折電壓 導(dǎo)通狀態(tài) 阻斷狀態(tài) 反向擊穿 2．門極伏安特性： VG—IG關(guān)系（ P3結(jié)二極管伏安特性） IGT VGT PGM 可靠觸發(fā)區(qū) 不可觸發(fā)區(qū) 不可靠觸發(fā)區(qū) VGD：門極不觸發(fā)電壓 IGD：門極不觸發(fā)電流 VGT：最小門極觸發(fā)電壓 IGT：最小門極觸發(fā)電流 VFGM：門極正向峰值電壓 IFGM：門極正向峰值電流 說明： ①門極觸發(fā)電壓、電流應(yīng)處于可靠觸發(fā)區(qū)內(nèi)，觸發(fā)功率過大， 會(huì)使 SCR結(jié)溫上升，影響正常工作，甚至?xí)龎拈T極。 ②觸發(fā)電壓、電流應(yīng)大于 VGT和 IGT，方可保證正常觸發(fā)。 ③ 不觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)電路輸出電壓應(yīng)低于門極不觸發(fā)電壓 VGD （ ）；為提高抗干擾能力，避免誤觸發(fā)，必要時(shí)可加負(fù) 偏壓（ 1—3V；不大于 5V），負(fù)偏壓過大，會(huì)使器件觸發(fā)靈 敏度下降，不利于快速導(dǎo)通，同時(shí)門極損耗增大。 三、動(dòng)態(tài)特性： P(功耗） iA IA A 0 0 0 UAK td tr ts ton trr tGr toff 開通損耗 通態(tài)損耗 關(guān)斷損耗 斷態(tài)損耗 td: 延遲時(shí)間 tr: 上升時(shí)間 （局部導(dǎo)通 ) ts: 擴(kuò)展時(shí)間 （全導(dǎo)通） trr: 反向恢復(fù)時(shí)間 非平衡少子耗散時(shí)間 tGr: 門極恢復(fù)時(shí)間 正向阻斷恢
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