故晶閘管的陽(yáng)極電流Ia≈Ic0晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下,從門(mén)極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),從而提高其電流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過(guò)PNP管的發(fā)射結(jié),并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。從圖3,當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時(shí),式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽(yáng)極電流Ia.這時(shí),流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式(1—1)中,在晶閘管導(dǎo)通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時(shí)門(mén)極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后,門(mén)極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽(yáng)極電流Ia減小到維持電流IH以下時(shí),由于a1和a1迅速下降,當(dāng)1-(a1+a2)≈0時(shí),晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。特性特性曲線晶閘管的陽(yáng)極電壓與陽(yáng)極電流的關(guān)系,稱(chēng)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(kāi)路(Ig=0)情況下,開(kāi)始元件中有很小的電流(稱(chēng)為正向漏電流)流過(guò)。正向比較大阻斷電壓,是指門(mén)極開(kāi)路時(shí),允許加在陽(yáng)極、陰極之間的比較大正向電壓。新疆優(yōu)勢(shì)晶閘管模塊
美國(guó)通用電氣公司研發(fā)了世界上***個(gè)以硅單晶為半導(dǎo)體整流材料的硅整流器(SR),1957年又開(kāi)發(fā)了全球較早用于功率轉(zhuǎn)換和控制的可控硅整流器(SCR)。由于它們具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),尤其是SCR能以微小的電流控制較大的功率,令半導(dǎo)體電力電子器件成功從弱電控制領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電控制領(lǐng)域、大功率控制領(lǐng)域。在整流器的應(yīng)用上,晶閘管迅速取代了**整流器(引燃管),實(shí)現(xiàn)整流器的固體化、靜止化和無(wú)觸點(diǎn)化,并獲得巨大的節(jié)能效果。從1960年代開(kāi)始,由普通晶閘管相繼衍生出了快速晶閘管、光控晶閘管、不對(duì)稱(chēng)晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管,形成一個(gè)龐大的晶閘管家族。晶閘管在應(yīng)用中有效率高、控制特性好、壽命長(zhǎng)、體積小、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),其能承受的電壓和電流容量是目前電力電子器件中**高的,而且工作可靠。因晶閘管的上述優(yōu)點(diǎn),國(guó)外對(duì)晶閘管在脈沖功率源領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的研究做了大量的工作,很多脈沖功率能源模塊已經(jīng)使用晶閘管作為主開(kāi)關(guān)。而國(guó)內(nèi)的大功率晶閘管主要應(yīng)用在高壓直流輸電的工頻環(huán)境下,其工頻工作條件下的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)不足以準(zhǔn)確反映其在脈沖電源這種高電壓、大電流、高陡度的環(huán)境下的使用情況。貴州優(yōu)勢(shì)晶閘管模塊代理品牌晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個(gè)PN結(jié),可以把它中間的NP分成兩部分。
認(rèn)識(shí)半導(dǎo)體晶閘管晶閘管又被稱(chēng)做可控硅整流器,以前被簡(jiǎn)稱(chēng)為可控硅。1957年美國(guó)通用電氣公司開(kāi)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),形成三個(gè)PN結(jié),分別稱(chēng):陽(yáng)極,陰極和控制極。圖1晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管在工作過(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(mén)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。工作過(guò)程加正向電壓且門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才導(dǎo)通,這是晶閘管的閘流特性,即可控特性。若晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí),不管門(mén)極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。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(shí),晶閘管關(guān)斷。晶閘管的種類(lèi)1.雙向晶閘管雙向晶閘管有極外G,其他兩個(gè)極稱(chēng)為主電極Tl和T2。結(jié)構(gòu)是一種N—P—N—P—N型五層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。雙向晶閘管不象普通晶閘管那樣,必須在陽(yáng)極和陰極之間加上正向電壓,管子才能導(dǎo)通。它無(wú)所謂陽(yáng)極和陰極,不管觸發(fā)信號(hào)的極性如何,雙向晶閘管都能被觸發(fā)導(dǎo)通。這個(gè)特點(diǎn)是普通晶閘管所沒(méi)有的。2.快速晶閘管人們?cè)谄胀ňчl管的制造工藝和結(jié)構(gòu)上采取了一些改進(jìn)措施。
晶閘管模塊按控制特性可分為普通晶閘管(SCR)、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、集成門(mén)極換流晶閘管(IGCT)和光控晶閘管(LTT)。GTO模塊(如三菱的CM系列)通過(guò)門(mén)極負(fù)脈沖(-20V/2000A)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)關(guān)斷,開(kāi)關(guān)頻率提升至1kHz,但關(guān)斷損耗較高(10-20mJ/A)。IGCT模塊(如英飛凌的ASIPM)將門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路集成封裝,關(guān)斷時(shí)間縮短至3μs,適用于中壓變頻器(3.3kV/4kA)。光控晶閘管(LTT)采用光纖觸發(fā),耐壓可達(dá)8kV,抗電磁干擾能力極強(qiáng),用于特高壓換流閥。碳化硅(SiC)晶閘管正在研發(fā)中,理論耐壓達(dá)20kV,開(kāi)關(guān)速度比硅基產(chǎn)品快100倍,未來(lái)有望顛覆傳統(tǒng)高壓應(yīng)用。大功率晶閘管多采用金屬殼封裝,而中、小功率晶閘管則多采用塑封或陶瓷封裝。
具有單向?qū)щ娞匦裕?yáng)極A與門(mén)極之間有兩個(gè)反極性串聯(lián)的PN結(jié)。因此,通過(guò)用萬(wàn)用表的R×100或R×1kQ檔測(cè)量普通晶閘管各引腳之間的電阻值,即能確定三個(gè)電極。具體方法是:將萬(wàn)用表黑表筆任接晶閘管某一極,紅表筆依次去觸碰另外兩個(gè)電極。若測(cè)量結(jié)果有一次阻值為幾千歐姆(kΩ),而另一次阻值為幾百歐姆(Ω),則可判定黑表筆接的是門(mén)極G。在阻值為幾百歐姆的測(cè)量中,紅表筆接的是陰極K,而在阻值為幾千歐姆的那次測(cè)量中,紅表筆接的是陽(yáng)極A,若兩次測(cè)出的阻值均很大,則說(shuō)明黑表筆接的不是門(mén)極G,應(yīng)用同樣方法改測(cè)其他電極,直到找出三個(gè)電極為止。也可以測(cè)任兩腳之間的正、反向電阻,若正、反向電阻均接近無(wú)窮大,則兩極即為陽(yáng)極A和陰極K,而另一腳即為門(mén)極G。普通晶閘管也可以根據(jù)其封裝形式來(lái)判斷出各電極。螺栓形普通晶閘管的螺栓一端為陽(yáng)極A,較細(xì)的引線端為門(mén)極G,較粗的引線端為陰極K。平板形普通晶閘管的引出線端為門(mén)極G,平面端為陽(yáng)極A,另一端為陰極K。金屬殼封裝(T0—3)的普通晶閘管,其外殼為陽(yáng)極A。塑封(T0—220)的普通晶閘管的中間引腳為陽(yáng)極A,且多與自帶散熱片相連。晶閘管觸發(fā)能力檢測(cè):對(duì)于小功率(工作電流為5A以下)的普通晶閘管,可用萬(wàn)用表R×1檔測(cè)量。在使用過(guò)程中,晶閘管對(duì)過(guò)電壓是很敏感的。內(nèi)蒙古國(guó)產(chǎn)晶閘管模塊銷(xiāo)售
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(shí),晶閘管關(guān)斷。新疆優(yōu)勢(shì)晶閘管模塊
如果把左邊從下往上看的p1—N1—P2—N2部分叫做正向的話(huà),那么右邊從下往上看的N3—P1—N1—P2部分就成為反向,它們之間正好是一正一反地并聯(lián)在一起。我們把這種聯(lián)接叫做反向并聯(lián)。因此,從電路功能上可以把它等效成圖3(c),也就是說(shuō),一個(gè)雙向晶閘管在電路中的作用是和兩只普通晶閘管反向并聯(lián)起來(lái)等效的。這也正是雙向晶閘管為什么會(huì)有雙向控制導(dǎo)通特性的根本原因。雙向晶閘管不象普通晶閘管那樣,必須在陽(yáng)極和陰極之間加上正向電壓,管子才能導(dǎo)通。對(duì)雙向晶閘管來(lái)說(shuō),無(wú)所謂陽(yáng)極和陰極。它的任何一個(gè)主電極,對(duì)圖3(b)中的兩個(gè)晶閘管管子來(lái)講,對(duì)一個(gè)管子是陽(yáng)極,對(duì)另一個(gè)管子就是陰極,反過(guò)來(lái)也一樣。因此,雙向晶閘管無(wú)論主電極加上的是正向或是反向電壓,它都能被觸發(fā)導(dǎo)通。不*如此,雙向晶閘管還有一個(gè)重要的特點(diǎn),這就是:不管觸發(fā)信號(hào)的極性如何,也就是不管所加的觸發(fā)信號(hào)電壓UG對(duì)T1是正向還是反向,雙向晶閘管都能被觸發(fā)導(dǎo)通。雙向晶閘管的這個(gè)特點(diǎn)是普通晶閘管所沒(méi)有的。快速晶閘管普通晶閘管不能在較高的頻率下工作。因?yàn)槠骷膶?dǎo)通或關(guān)斷需要一定時(shí)間,同時(shí)陽(yáng)極電壓上升速度太快時(shí),會(huì)使元件誤導(dǎo)通;陽(yáng)極電流上升速度太快時(shí),會(huì)燒毀元件。新疆優(yōu)勢(shì)晶閘管模塊