晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱,又被稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅;1957年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第1款晶閘管產(chǎn)品,并于1958年將其商業(yè)化;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),它有三個極:陽極,陰極和控制極;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,且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。工作原理晶閘管在工作過程中,它的陽極(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。晶閘管為半控型電力電子器件,它的工作條件如下:1.晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。2.晶閘管承受正向陽極電壓時,在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時晶閘管處于正向?qū)顟B(tài),這就是晶閘管的閘流特性,即可控特性。3.晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門極失去作用。門極只起觸發(fā)作用。4.晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關(guān)斷。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。吉林國產(chǎn)晶閘管模塊現(xiàn)價
人們在制造工藝和結(jié)構(gòu)上采取了一些改進(jìn)措施,做出了能適應(yīng)于高頻應(yīng)用的晶閘管,我們將它稱為快速晶閘管。它具有以下幾個特點。一、關(guān)斷時間(toff)短導(dǎo)通的晶閘管,當(dāng)切斷正向電流時。并不能馬上“關(guān)斷”,這時如立即加上正向電壓,它還會繼續(xù)導(dǎo)通。從切斷正向電流直到控制極恢復(fù)控制能力需要的時間,叫做關(guān)斷時間。用t0仟表示。晶閘管的關(guān)斷過程,實際上是儲存載流子的消失過程。為了加速這種消失過程,制造快速晶閘管時采用了摻金工藝,把金摻到硅中減少基區(qū)少數(shù)載流子的壽命。硅中摻金量越多,t0仟越小,但摻金量過多會影響元件的其它性能。二、導(dǎo)通速度快.能耐較高的電流上升率(dI/dt)控制極觸發(fā)導(dǎo)通的晶閘管。總是在靠近控制極的陰極區(qū)域首先導(dǎo)通,然后逐漸向外擴展,直到整個面積導(dǎo)通。大面積的晶閘管需要50~100微秒以上才能***積導(dǎo)通。初始導(dǎo)通面積小時,必須限制初始電流的上升速度,否則將發(fā)生局部過熱現(xiàn)象,影響元件的性能,甚至燒壞。高頻工作時這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。為此,仿造了集成電路的方法,在晶閘管同一硅片上做出一個放大觸發(fā)信號用的小晶閘管??刂茦O觸發(fā)小晶閘管后,小晶閘管的初始導(dǎo)通電流將橫向經(jīng)過硅片流向主晶閘管陰極,觸發(fā)主晶閘管。河南優(yōu)勢晶閘管模塊聯(lián)系人普通晶閘管是一種半可控大功率半導(dǎo)體器件,出現(xiàn)于70年代。
若用于交直流電壓控制、可控整流、交流調(diào)壓、逆變電源、開關(guān)電源保護(hù)電路等,可選用普通單向晶閘管。若用于交流開關(guān)、交流調(diào)壓、交流電動機線性調(diào)速、燈具線性調(diào)光及固態(tài)繼電器、固態(tài)接觸器等電路中,應(yīng)選用雙向晶閘管。若用于交流電動機變頻調(diào)速、斬波器、逆變電源及各種電子開關(guān)電路等,可選用門極關(guān)斷晶閘管。若用于鋸齒波發(fā)生器、長時間延時器、過電壓保護(hù)器及大功率晶體管觸發(fā)電路等,可選用BTG晶閘管。若用于電磁灶、電子鎮(zhèn)流器、超聲波電路、超導(dǎo)磁能儲存系統(tǒng)及開關(guān)電源等電路,可選用逆導(dǎo)晶閘管。若用于光電耦合器、光探測器、光報警器、光計數(shù)器、光電邏輯電路及自動生產(chǎn)線的運行監(jiān)控電路,可選用光控晶閘管。2.選擇晶閘管的主要參數(shù):晶閘管的主要參數(shù)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求而定。所選晶閘管應(yīng)留有一定的功率裕量,其額定峰值電壓和額定電流(通態(tài)平均電流)均應(yīng)高于受控電路的**大工作電壓和**大工作電流1.5~2倍。晶閘管的正向壓降、門極觸發(fā)電流及觸發(fā)電壓等參數(shù)應(yīng)符合應(yīng)用電路(指門極的控制電路)的各項要求,不能偏高或偏低,否則會影響晶閘管的正常工作。單向檢測/晶閘管編輯(1)判別各電極:根據(jù)普通晶閘管的結(jié)構(gòu)可知,其門極G與陰極K極之間為一個PN結(jié)。
金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種;塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、率晶閘管和小功率晶閘管三種。通常,大功率晶閘管多采用陶瓷封裝,而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。晶閘管按其關(guān)斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管,快速晶閘管包括所有專為快速應(yīng)用而設(shè)計的晶閘管,有常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管,可分別應(yīng)用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中。(備注:高頻不能等同于快速晶閘管)晶閘管的作用與工作原理:我們分析晶閘管的作用與原理的時候可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成,其等效圖解如上圖所當(dāng)陽極A加上正向電壓時,BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時,如果從控制極G輸入一個正向觸發(fā)信號,BG2便有基流ib2流過,經(jīng)BG2放大,其集電極電流ic2=β2ib2。因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連,所以ib1=ic2。此時,電流ic2再經(jīng)BG1放大,于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個電流又流回到BG2的基極,表成正反饋,使ib2不斷增大,如此正向饋循環(huán)的結(jié)果,兩個管子的電流劇增,可控硅使飽和導(dǎo)通。由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋作用。晶閘管可分為普通晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、門極關(guān)斷晶閘管、晶閘管、溫控晶閘管和光控晶閘管多種。
[1]維持電流I:是指晶閘管維持導(dǎo)通所必需的**小電流,一般為幾十到幾百毫安。IH與結(jié)溫有關(guān),結(jié)溫越高,則I越小。擎住電流I:是晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后,能維持導(dǎo)通所需的**小電流。對同一晶閘管來說,通常I約為I的2~4倍。[1]浪涌電流I:浪涌電流是指由于電路異常情況引起的使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性**大正向過載電流。斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt:是指在額定結(jié)溫、門極開路的情況下,不能使晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓**大上升率。通態(tài)電流臨界上升率di/dt:指在規(guī)定條件下,晶閘管能承受的**大通態(tài)電流上升率。如果di/dt過大,在晶閘管剛開通時會有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi),從而造成局部過熱而使晶閘管損壞。[1]觸發(fā)技術(shù)晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖,使得晶閘管在需要時正常開通。晶閘管觸發(fā)電路必須滿足以下幾點要求:①觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)足夠?qū)捠沟镁чl管可靠導(dǎo)通;②觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度,對一些溫度較低的場合,脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件**大觸發(fā)電流的3~5倍,脈沖的陡度也需要增加,一般需達(dá)1~2A/μs;③所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額。根據(jù)晶閘管的工作特性,常見的應(yīng)用就是現(xiàn)場用的不間斷應(yīng)急燈。江蘇晶閘管模塊聯(lián)系人
晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個PN結(jié),可以把它中間的NP分成兩部分。吉林國產(chǎn)晶閘管模塊現(xiàn)價
圖簡單地給出了晶閘管開通和關(guān)斷過程的電壓與電流波形。圖中開通過程描述的是晶閘管門極在坐標(biāo)原點時刻開始受到理想階躍觸發(fā)電流觸發(fā)的情況;而關(guān)斷過程描述的是對已導(dǎo)通的晶閘管,在外電路所施加的電壓在某一時刻突然由正向變?yōu)榉聪虻那闆r(如圖中點劃線波形)。開通過程晶閘管的開通過程就是載流子不斷擴散的過程。對于晶閘管的開通過程主要關(guān)注的是晶閘管的開通時間t。由于晶閘管內(nèi)部的正反饋過程以及外電路電感的限制,晶閘管受到觸發(fā)后,其陽極電流只能逐漸上升。從門極觸發(fā)電流上升到額定值的10%開始,到陽極電流上升到穩(wěn)態(tài)值的10%(對于阻性負(fù)載相當(dāng)于陽極電壓降到額定值的90%),這段時間稱為觸發(fā)延遲時間t。陽極電流從10%上升到穩(wěn)態(tài)值的90%所需要的時間(對于阻性負(fù)載相當(dāng)于陽極電壓由90%降到10%)稱為上升時間t,開通時間t定義為兩者之和,即t=t+t通常晶閘管的開通時間與觸發(fā)脈沖的上升時間,脈沖峰值以及加在晶閘管兩極之間的正向電壓有關(guān)。[1]關(guān)斷過程處于導(dǎo)通狀態(tài)的晶閘管當(dāng)外加電壓突然由正向變?yōu)榉聪驎r,由于外電路電感的存在,其陽極電流在衰減時存在過渡過程。陽極電流將逐步衰減到零,并在反方向流過反向恢復(fù)電流,經(jīng)過**大值I后,再反方向衰減。同時。吉林國產(chǎn)晶閘管模塊現(xiàn)價