晶閘管的工作原理及基本特性

晶閘管是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又稱作可控硅整流器(SCR)。

工作原理

晶閘管有三個(gè)連接端：陽(yáng)極A、陰極K和門極G，晶閘管內(nèi)部是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，形成三個(gè)PN結(jié)，如果向門極注入驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)增大基極電流，如此會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋，晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)撤掉門極電流，晶閘管內(nèi)部已經(jīng)形成強(qiáng)烈的正反饋，晶閘管仍然會(huì)維持導(dǎo)通狀態(tài)。

如果要關(guān)斷晶閘管必須撤掉陽(yáng)極所加的正向電壓，或者向陽(yáng)極施加反壓，設(shè)法使流過晶閘管的電流降低到接近零的某一數(shù)值，晶閘管才能關(guān)斷。同時(shí)也正是由于通過門極只能控制其開通，不能控制其關(guān)斷，晶閘管也被稱為半控型器件。

基本特性

靜態(tài)特性

晶閘管伏安特性

1)晶閘管兩端施加反壓，門極觸發(fā)電流無法控制其導(dǎo)通;

2)晶閘管兩端施加正壓，且門極施加觸發(fā)電流晶閘管才能導(dǎo)通;

3)當(dāng)晶閘管導(dǎo)通之后，門極就會(huì)失去控制作業(yè)，無論門極電流是否存在，晶閘管均處于導(dǎo)通狀態(tài);

4)要關(guān)斷導(dǎo)通的晶閘管只能外加電壓和外電路電流的作用使流過晶閘管的電流接近于零的某一數(shù)值。為了保證安全可靠，門極觸發(fā)電路所提供的觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流和功率都應(yīng)限制在晶閘管門極伏安特性曲線的可靠觸發(fā)區(qū)內(nèi)。

動(dòng)態(tài)特性

晶閘管開通和關(guān)斷過程波形

1)開關(guān)過程晶閘管內(nèi)部正反饋過程需要時(shí)間，同時(shí)外電路電感的限制，晶閘管受到觸發(fā)后，其陽(yáng)極電流增加不會(huì)是瞬時(shí)的。從門極電流階躍到電流上升至穩(wěn)態(tài)值的10%，這段時(shí)間稱為延遲時(shí)間。從10%-90%所需的時(shí)間稱為上升時(shí)間，兩者之和定義未開通時(shí)間。

2)關(guān)斷時(shí)間當(dāng)外電壓突變之后，陽(yáng)極電流逐步衰減至零。在反方向會(huì)流過反向恢復(fù)電流，同時(shí)由于外電路電感的存在，會(huì)在晶閘管兩端引起反向尖峰電壓，最終當(dāng)反向恢復(fù)電流衰減至零之后，晶閘管就會(huì)恢復(fù)其對(duì)反向電壓的阻斷能力。晶閘管關(guān)斷時(shí)間約幾百微秒。