03.06 晶闸管的特性的原理?清晰明了的?

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一、晶闸管的特性

晶闸管是一种有源开关元件,平时它保持在非导通状态,直到有一个较少的控制信号对其触发(或称“点火”)使其导通,一旦导通后,即使撤离触发信号,晶闸管仍然能够保持在导通状态,如果此时想让它截止,需要在其阳极与阴极间加上反向电压或者将流过晶闸管二极管的电流减少到某一个值以下。

二、晶闸管的模拟

晶闸管可用两个不同极性(PNP和NPN)三极管来模拟,如下图所示。

当晶闸管的栅极悬空时,VT1和VT2都处于截止状态,此时电路基本上没有电流流过负载电阻,当栅极输入一个正脉冲电压时,VT2导通,使得VT1的基极电位下降,VT1因此导通,VT1的导通使得VT2的基极电位进一步升高,VT1的基极电位进一步下降,经过这一个正反馈的过程,使VT1和VT2进入饱和导通状态。电路很快从截止进入导通,这时栅极就算没有触发脉冲电路,由于正反馈的作用,电路也将保持导通状态不变。

如果此时在阳极和阴极之间加上反向电压,由于VT1和VT2均处于反向偏置状态,所以电路很快截止。

三、晶闸管实用电路

晶闸管在实际应用中变化最多的是栅极触发电路,一般有直流触发电路、交流触发电路、相位触发电路等这几种。

1、直流触发电路

如下图所示。当E+电压过高时,A点电位也变高,当它高于稳压管VS的稳压值时,VS导通,晶闸管VTH受触发而导通,从而使E+短路,保险丝FU熔断,从而起到保护电路的作用。

2、相位触发电路

相位触发电路实际上是交流触发电路的一种,如下图所示,这个电路利用RC回路控制触发信号的相位。当R较小时,RC时间常数较短,触发信号的相移A1较少,因此负载获得较大的功率;当R较大时,RC时间常数变大,触发信号的相移A2较大,因此负载获得较少的功率。


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晶闸管简单看它只有导通和断开两种状态。只要控制极开关合上,晶闸管导通负载得电。晶闸管的实物图及内部结构与图形符号图如下。




从晶闸管的内部结构图可以看出它有四层

半导体跟三个PN结,从P1引出的电极为阳极(A),从N2引出的电极为阴极(K),从P2跟N1之间引出的电极为控制极(G)。

晶闸管的特性原理,如下晶闸管导通特性电路图
将晶闸管的阳极跟阴极分别接直流电源正极负极,然后在回路中串联负载灯泡。此时晶闸管承受的是正向电压,而控制极开关S是断开的,因此晶闸管处于截止状态,灯泡不发光。当开关S合上后,晶闸管的阳阴极加正向电压,控制极对阴极也加正向电压,如中间图所示。那么晶闸管导通且灯泡发光。此时把控制极电压断掉且开关S断开,灯泡仍然发光,说明晶闸管还是导通的,进一步说只要晶闸管一旦导通,控制极就没有什么用处了,也就失去控制作用。当晶闸管的阳极跟阴极加反向电压,无论控制极加不加电压,灯泡始终无法发光,如最后的图所示,说明晶闸管一直处于截止状态。

从晶闸管的导通特性电路来看,它有如下特点。

第一,晶闸管导通的前提条件,晶闸管的阳极跟阴极极控制极均加正向电压。

第二,晶闸管一旦导通,它的控制极就失去控制作用。

第三,想关断导通的晶闸管,只需要把阳极或阴极间的正向电压撤掉或者将阳极电流减小至维持电流一下。上述就是晶闸管的导通特性原理和其特点。


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