晶閘管及其應(yīng)用
晶閘管的結(jié)構(gòu)及特性
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/227561.htm一、晶閘管外形與符號:
圖5.1.1 符 號
圖5.1.2 晶閘管導(dǎo)通實驗電路圖
為了說明晶閘管的導(dǎo)電原理,可按圖5.1.2所示的電路做一個簡單的實驗。
(1)晶閘管陽極接直流電源的正端,陰極經(jīng)燈泡接電源的負(fù)端,此時晶閘管承受正向電壓??刂茦O電路中開關(guān)S斷開(不加電壓),如圖5.1.2(a)所示,這時燈不亮,說明晶閘管不導(dǎo)通。
(2)晶閘管的陽極和陰極間加正向電壓,控制極相對于陰極也加正向電壓,如圖5.1.2(b)所示.這時燈亮,說明晶閘管導(dǎo)通。
(3)晶閘管導(dǎo)通后,如果去掉控制極上的電壓,即將圖5.1.2(b)中的開關(guān)S斷開,燈仍然亮,這表明晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通,即晶閘管一旦導(dǎo)通后,控制極就失去了控制作用。
(4)晶閘管的陽極和陰極間加反向電壓如圖5.1.2(C),無論控制極加不加電壓,燈都不亮,晶閘管截止。
(5)如果控制極加反向電壓,晶閘管陽極回路無論加正向電壓還是反向電壓,晶閘管都不導(dǎo)通。
從上述實驗可以看出,晶閘管導(dǎo)通必須同時具備兩個條件:
(1) 晶閘管陽極電路加正向電壓;
(2) 控制極電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷?實際工作中,控制極加正觸發(fā)脈沖信號)。
圖5.1.3 晶閘管的伏安特性曲線
二、伏安特性
晶閘管的導(dǎo)通和截止這兩個工作狀態(tài)是由陽極電壓U、陽極電流I及控制極電流IG決定的,而這幾個量又是互相有聯(lián)系的。在實際應(yīng)用上常用實驗曲線來表示它們之間的關(guān)系,這就是晶閘管的伏安特性曲線。圖5.1.3所示的伏安特性曲線是在IG=0的條件下作出的。
當(dāng)晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓時,由于控制極未加電壓,晶閘管內(nèi)只有很小的電流流過,這個電流稱為正向漏電流。這時,晶閘管陽極和陰極之間表現(xiàn)出很大的內(nèi)阻,處于阻斷(截止)狀態(tài),如圖5.1.3第一象限中曲線的下部所示。當(dāng)正向電壓增加到某一數(shù)值時,漏電流突然增大,晶閘管由阻斷狀態(tài)突然導(dǎo)通。晶閘管導(dǎo)通后,就可以通過很大電流,而它本身的管壓降只有1V左右,因此特性曲線靠近縱軸而且陡直。晶閘管由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所對應(yīng)的電壓稱為正向轉(zhuǎn)折電壓UBO。在晶閘管導(dǎo)通后,若減小正向電壓,正向電流就逐漸減小。當(dāng)電流小到某一數(shù)值時,晶閘管又從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為阻斷狀態(tài),這時所對應(yīng)的最小電流稱為維持電流IH。
當(dāng)晶閘管的陽極和陰極之間加反向電壓時(控制極仍不加電壓),其伏安特性與二極管類似,電流也很小,稱為反向漏電流。當(dāng)反向電壓增加到某一數(shù)值時,反向漏電流急劇增大,使晶閘管反向?qū)ǎ@時所對應(yīng)的電壓稱為反向轉(zhuǎn)折電壓UBR。
從圖5.1.3的晶閘管的正向伏安特性曲線可見,當(dāng)陽極正向電壓高于轉(zhuǎn)折電壓時元件將導(dǎo)通。但是這種導(dǎo)通方法很容易造成晶閘管的不可恢復(fù)性擊穿而使元件損壞,在正常工作時是不采用的。晶閘管的正常導(dǎo)通受控制極電流IG的控制。為了正確使用晶閘管,必須了解其控制極特性。
當(dāng)控制極加正向電壓時,控制極電路就有電流IG,晶閘管就容易導(dǎo)通,其正向轉(zhuǎn)折電壓降低,特性曲線左移??刂茦O電流愈大,正向轉(zhuǎn)折電壓愈低,如圖5.1.4所示。
實際規(guī)定,當(dāng)晶閘管的陽極與陰極之間加上6V直流電壓,能使元件導(dǎo)通的控制極最小電流(電壓)稱為觸發(fā)電流(電壓)。由于制造工藝上的問題,同一型號的晶閘管的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流也不盡相同。如果觸發(fā)電壓太低,則晶閘管容易受干擾電壓的作用而造成誤觸發(fā);如果太高,又會造成觸發(fā)電路設(shè)計上的困難。因此,規(guī)定了在常溫下各種規(guī)格的晶閘管的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流的范圍。例如對KP50型 的晶閘管,觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流分別為≤3.5V和8~150mA。
圖5.1.4 控制極電流對
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