晶闸管

  Aaron ·  2010-08-05 20:53  ·  36445 次点击
晶闸管thyristor
全称晶体闸流管。俗称可控硅。一种包含3个或3个以上PN结,能从断态转入通态,或由通态转入断态的双稳态电力电子器件。它泛指所有PNPN类型的开关管,也可表示这类开关管中的任一器件。自1957年美国贝尔电话实验室将第一只晶闸管用于工业领域以来,由于它的优异性能,很快受到各国重视。随着新材料的出现,新工艺的采用,单只晶闸管的电流容量从几安发展到几千安,耐压等级从几百伏提高到几千伏,工作频率大大提高,器件的动态参数也有很大改进。80年代普通晶闸管的耐压等级和通流能力达到3500安/6500伏,可关断晶闸管达3000安/4500伏。随着应用领域的拓展,晶闸管正沿着高电压、大电流、快速、模块化、功率集成化、廉价的方向发展。
晶闸管基本结构
data/attachment/portal/201111/06/150613jxjxgjnvxnakxk12.jpg晶闸管基本结构
结构和工作原理晶闸管的基本结构和符号如图1所示。等效模型见图2。其工作原理为,当晶闸管加上正向电压(阳极接正,阴极接负)时,若门极电路开路,则J1、J3结处于正偏,J2结处于反偏,其伏安特性与二极管反向特性相似,晶闸管处于正向阻断状态。若门极对阴极而言加上一定的正向电压,则N2区向P2区注入电子,这些电子经扩散,通过P2区到达2结耗尽层(也称高阻层、阻挡层),因耗尽层电场的作用,注入电子到达N1区,形成等效晶体管2的射极电流产生过剩电子。为了中和过剩电子,必将有等量空穴由P1区注入N1区。同理这些空穴可到达P2区,形成等效晶体管1的射极电流。构成晶闸管的两个晶体管,因内部载流子的输运现象而相互供给基极电。当满足两个晶体管的共基极电流放大倍数之和(α1+α2)大于或等于1时,晶闸管导通。晶闸管一旦导通,因流过的电流较大,α1、α2随电流增大,足以继续保证(α1+α2)≥1。这时,即使门极电路开路,晶闸管仍能处于导通状态。当所加正向电压大于或等于转折电压时,晶闸管也会导通,称为硬开通。当晶闸管加上反向电压时,因J1、J3结反偏,器件呈阻断状态。
晶闸管的等效模型
data/attachment/portal/201111/06/150613tewngepkaussqfws.jpg晶闸管的等效模型
制作与分类晶闸管以高阻单晶硅为基本材料制成。单片直径可达数十毫米,采用平面工艺制成PN结,利用电子与空穴两种载流子再生导电机构的原理工作,允许P1N1P2各层有较大厚度。硅片总厚度达几百微米,故晶闸管耐高电压,通流能力大。制作中采用特殊寿命控制技术。与离子管相比,它的开关速度更快,功耗低,体积小,节能显著。
晶闸管按其使用要求及它本身的性能特点,可以分为逆阻晶闸管、快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、光控晶闸管、场控晶闸管及晶闸管模块等。晶闸管构成电力电子器件中引人注意的一大类,也是很有发展前途的一类。

0 条回复

暂无讨论,说说你的看法吧!

 回复

你需要  登录  或  注册  后参与讨论!