单向晶闸管的基本结构及工作原理
单向晶闸管工作原理
单向晶闸管工作原理单向晶闸管（SCR）是一种半导体器件，它具有单向导通特性，可以用于控制大功率的直流电流。
单向晶闸管的工作原理是基于PN结的导电特性和电压控制特性。
首先，我们来看单向晶闸管的结构。
单向晶闸管有三个电极，分别是阳极、阴极和门极。
阳极和阴极之间是PN结，而门极则用于控制单向晶闸管的导通和关断。
当单向晶闸管的阳极和阴极之间加上正向电压时，PN结会导通，形成一个低阻态，电流可以通过。
而当加上反向电压时，PN结会截止，形成一个高阻态，电流无法通过。
其次，我们来讨论单向晶闸管的工作原理。
当单向晶闸管的门极施加一个脉冲信号时，如果此时阳极和阴极之间的电压大于一定的触发电压，单向晶闸管就会导通。
一旦导通，即使门极的信号消失，单向晶闸管也会一直保持导通状态，直到阳极和阴极之间的电流下降到零或者反向电压出现。
单向晶闸管的导通状态可以看作是一种自持状态，这是由于PN结的导电特性所决定的。
这种自持状态可以使单向晶闸管在一定条件下一直保持导通，即使门极的信号已经消失。
这也是单向晶闸管与普通二极管的区别之一，普通二极管没有自持状态。
另外，单向晶闸管的关断是需要外部条件的干扰的。
一般情况下，可以通过减小阳极和阴极之间的电流，或者增大反向电压来实现单向晶闸管的关断。
当这些条件满足时，PN结就会截止，单向晶闸管就会停止导通。
总的来说，单向晶闸管的工作原理是基于PN结的导电特性和电压控制特性。
通过门极的控制信号，可以实现单向晶闸管的导通和关断。
而且，单向晶闸管具有自持状态，可以在一定条件下一直保持导通。
这些特性使得单向晶闸管在电力控制领域有着广泛的应用。
晶闸管的结构和工作原理课件
晶闸管的导通实验二
实验 顺序
实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua
门极电压 Ua
பைடு நூலகம்
实验后灯 的情况
1
正向
反向
暗
结论
2
正向
零
晶闸管同时在正向阳极电压与正向门
暗
极电压作用下才能导通。
3
正向
正向
亮
电力电子技术
晶闸管的结构和工作原理课件
晶闸管导通后的实验（原来灯亮）
实验 顺序
实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua
门极电压 Ua
晶闸管的导通关断条件
实 验 电 路 图
电力电子技术
晶闸管的结构和工作原理课件
点击进入仿真
晶闸管的导通实验一
实验 顺序
实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua
门极电压 Ua
实验后灯 的情况
1
反向
反向
暗
结论
2
反向
零
晶闸管在反向阳极电压作用下，不论
暗
门极为何种电压，它都处于关断状态。
3
反向
正向
暗
电力电子技术
晶闸管的结构和工作原理课件
K
晶闸管的结构和工作原理课件
有关晶闸管的几个名词
触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压， 使晶闸管导通的过程称为触发。
维持电流IH：维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。 正向阻断：晶闸管加正向电压未超过其额定电压，门极未加电压的情 况下，晶闸管关断。
硬开通：给晶闸管加足够的正向阳极电压，即使晶闸管未加门极电压 也会导通的现象叫硬开通。
实验后灯 的情况
1
正向
反向
单向晶闸管原理
单向晶闸管原理晶闸管习惯上称可控硅(整流元件)，英文名为Silicon Controlled Rectifier，简写为SCR.这是一种大功率的半导体器件。
它既有单向导电的整流作用,又有可以控制的开关作用.利用它可用较小的功率控制较大的功率。
在交、直流电动机调速系统，调功系统，随动系统和无触点开关等方面均获得广泛的应用。
如图所示，它的外部有三个电极：阳极A、阴极C、控制极（门极）G。
与二极管不同的是当两端加上正向电压而控制极不加电压时，晶闸管并不导通，其正向电流很小，处于正向电流阻断状态；当加上正向电压，且控制极上（与阴极间）也加上一个正向电压时，晶闸管便进入导通状态，这时管压降很小（1V 左右），这时即使控制电压消失仍能保持导通状态。
所以控制电压没有必要一直存在。
通常采用脉冲形式, 以降低触发功耗。
它不具有自关断能力。
要切断负载电流,只有使阳极电流减小到维持电流以下,或加上反向电压实现关断。
若在交流回路中应用，当电流过零和进入负半周时，自动关断，为了使其再次导通, 必须重加控制信号。
二、双向控制开关晶闸管应用于交流电路控制时，如图所示，采用两个器件反并联，以保证电流能够沿正反两个方向流通。
如果把两只反并联的SCR 制作在同一块硅片上，便构成双向可控硅，控制极共用一个，使电路大大简化，其特性如下：控制极G 上无信号，A1，A2 之间呈高阻抗，管子截止。
V1.5V 时，不论极性如何，便可利用G 触发电流控制其导通。
A1A2 工作于交流电时，当每一半周交替时，纯电阻负载一般能够恢复截止；但在感性负载情况下，电流相位落后于电压。
电流过零，可能反向电压超过转折电压，使管子反向导通。
所以要求管子能够承受这种反向电压，而且一般要加上RC 吸收回路。
A1，A2。
晶闸管 开关原理
晶闸管开关原理
晶闸管是一种常见的电子器件，具有开关功能。
它的开关原理可以简单描述如下：
晶闸管的结构由四个PN结组成，分别是P1、N1、P2和N2。
其中N1和P2之间是一个控制电极G。
当晶闸管的控制电极G未加电时，晶闸管处于关断状态，不导电。
而当控制电极G加上正向电压时，就会激发P1-N1结的PN结向前偏导通，使得P1-N1结导通，进而激活整个晶闸管。
此时，只要晶闸管的P2-N2结施加足够的正向电压，晶闸管就会一直导通，形成通路。
晶闸管的开关原理主要是通过控制电极G的电压来控制整个器件的导通与关断。
当控制电极G加上正向电压时，晶闸管导通，相当于一个开关闭合，电流可以通过。
而当控制电极G不加电或加上反向电压时，晶闸管处于关断状态，相当于一个开关断开，电流无法通过。
晶闸管的开关原理使其在电力控制、电机控制等领域有广泛的应用。
例如，可以将晶闸管用于交流电路的控制，可以实现对交流电的调节和控制。
此外，晶闸管还可以用于电机的启动和制动，通过控制晶闸管的导通和关断，可以实现对电机的启动、停止和调速等功能。
晶闸管的开关原理是通过控制电极的电压来控制晶闸管的导通和关断，实现电流的通断控制。
这种开关原理使得晶闸管具有广泛的应
用领域，可以实现对电力和电机的精确控制。
晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用
上海交通职业技术学院学生毕业论文毕业论文题目晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用专业港口物流设备与自动控制学号0910032姓名指导老师目录目录 (1)摘要 (2)1 绪论 (3)1.1 课题背景及发展方向 (3)1.2 本文主要工作 (3)2 晶闸管元件 (4)2.1晶闸管元件简介 (4)2.1.1.单向晶闸管的工作原理和主要参数 (4)2.1.2 双向晶闸管的工作原理和主要参数 (7)3.晶闸管的应用 (10)3.1 单相半波可控整流电路 (11)3.1.1电阻性负载 (11)3.1.2电感性负载及续流二极管 (13)3.1.3反电动势负载 (17)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用李坤清摘要：晶闸管是晶体闸流管的简称，俗称可控硅整流器（SCR ,SiliconControlled Rectifier）,简称可控硅，其规范术语是反向阻断三端晶闸管。
晶闸管是一种既具有开关作用，又具有整流作用的大功率半导体器件，应用于可控整流变频、逆变及无触点开关等多种电路。
对它只要提供一个弱点触发信号，就能控制强电输出。
所以说它是半导体器件从弱电领域进入强电领域的桥梁。
目前为止，晶闸管是电子工业中应用最广泛的半导体器件，尽管有各种不同的新型半导体材料不断出现，但半导体材料中98%仍是硅材料，硅材料仍是集成电路产业的基础，其中晶闸管具有体积小、重量轻、功率高、寿命长等优点而得到广泛应用。
晶闸管的作用主要有以下几种，1.变流整流，2.调压，3. 变频，4.开关（无触点开关）。
普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。
大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。
如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路、逆变、电机调速、电机励磁、无触点开关及自动控制等方面。
在电工技术中，常把交流电的半个周期定为180°，称为电角度。
这样，在U2的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。
单向晶闸管等效电路-概述说明以及解释
单向晶闸管等效电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：单向晶闸管（SCR），又称为可控硅，是一种广泛应用于电力电子领域的器件。
它具有可控性强、可靠性好、耐高压等特点，被广泛应用于电压和电流控制、能量转换以及电力传输等领域。
单向晶闸管的出现，使得电力系统的控制和调节更加灵活方便。
本文旨在深入研究和探讨单向晶闸管的等效电路模型，以了解其在电路中的作用和工作原理。
通过对单向晶闸管的原理、等效电路模型以及其特点的总结，我们可以进一步探讨其在电力电子技术领域的应用前景和发展趋势。
在接下来的正文部分，我们将首先介绍单向晶闸管的原理，包括其基本结构和工作原理。
然后，我们会重点讨论单向晶闸管的等效电路模型，以便更加清楚地描述其在电路中的行为和特性。
通过深入了解单向晶闸管的等效电路模型，我们可以更好地理解其在电力电子系统中的应用和控制方法。
最后，文章将总结单向晶闸管的特点和优势，并展望其在电力电子技术领域的应用前景。
随着科技的不断发展，单向晶闸管在能量转换、电力传输和电路控制等领域将发挥越来越重要的作用。
对于电力系统的稳定运行和能源的高效利用，单向晶闸管的进一步研究和应用具有重要的意义。
本文的目的是通过对单向晶闸管的原理和等效电路模型的介绍，帮助读者了解和掌握单向晶闸管在电力电子领域的应用。
希望读者能够通过本文的学习，对单向晶闸管有更深入的认识，并进一步探索其在电力电子技术领域中的创新应用。
文章结构部分的内容主要是介绍整篇文章的组织结构，以帮助读者理清思路和掌握文章的脉络。
下面是文章结构部分的内容：1.2 文章结构本文共分为三个部分：引言、正文和结论。
下面将对每个部分的内容进行简要介绍。
引言部分（第1节）主要对单向晶闸管等效电路的研究背景和意义进行概述。
首先介绍晶闸管在电力电子领域中的重要性，以及单向晶闸管作为一种重要的电子元器件在各个领域中的广泛应用。
然后引出本文的研究目的，并简要阐述文章的结构和各个部分的主要内容。
晶闸管调光电路
晶闸管调光电路晶闸管调光电路一、概述晶闸管调光电路是一种常用的家庭照明调光方式，其原理是通过改变晶闸管的导通角度来控制电流大小，从而达到调节灯光亮度的效果。
本文将详细介绍晶闸管调光电路的工作原理、电路结构、设计方法和应用场景。
二、工作原理1. 晶闸管基本原理晶闸管是一种半导体器件，具有单向导通性和双向控制性。
当晶闸管的控制极（G极）接收到一个正脉冲信号时，会使得晶闸管中的PN 结发生反向击穿，形成一个低阻态通道，使得电流能够流过。
当控制极上没有信号时，PN结处于正向偏置状态，此时晶闸管处于高阻态。
2. 晶闸管调光原理在晶闸管调光电路中，将交流电源接入到负载（如灯泡）上，并通过一个变压器将交流电源降压。
然后将一个触发器产生的正脉冲信号输入到晶闸管控制极上。
由于触发器输出的脉冲宽度和频率可以控制，因此可以通过改变脉冲信号的宽度和频率来控制晶闸管的导通角度，从而调节负载电流大小，实现灯光亮度的调节。
三、电路结构晶闸管调光电路主要由以下几部分组成：1. 降压变压器降压变压器是将交流电源降压到适合负载使用的电压水平。
在晶闸管调光电路中，通常采用单相降压变压器或双相中心点降压变压器。
2. 晶闸管控制电路晶闸管控制电路包括触发器、计时器、比较器等模块。
触发器产生正脉冲信号，计时器控制脉冲宽度和频率，比较器将计时器输出的信号与一个参考信号进行比较，并将结果反馈给触发器。
3. 晶闸管驱动电路晶闸管驱动电路是将控制信号转换为适合晶闸管导通的信号。
通常采用放大、隔离、整形等技术来实现。
4. 负载负载是晶闸管调光电路中需要调节的对象，通常为灯泡、荧光灯等。
四、设计方法1. 计算变压器参数在设计晶闸管调光电路时，首先需要计算变压器的参数。
变压器的输入电压为220V，输出电压根据负载需求进行选择。
例如，如果负载为50W的灯泡，输出电压可以选择为12V。
此时变比为220:12=18.3:1。
2. 选择晶闸管型号在选择晶闸管型号时，需要考虑其额定电流和额定电压。
晶闸管原理图
晶闸管原理图
晶闸管是一种电子器件，属于半导体器件的一种。
它具有控制电流的特性，因
此在电力控制领域有着广泛的应用。
晶闸管的原理图是指晶闸管的结构示意图，通过这个图可以清晰地了解晶闸管的内部结构和工作原理。
下面我们将详细介绍晶闸管原理图的相关内容。
首先，我们来看一下晶闸管的结构。
晶闸管通常由四层P-N结构组成，其中有
三个P-N结构串联，形成了一个P-N-P-N的结构。
这种结构使得晶闸管具有了双
向导通的特性，即可以在正向和反向电压下导通。
在晶闸管的结构示意图中，我们可以清晰地看到这种P-N-P-N的结构，以及各个结构之间的联系和布局。
其次，我们来了解一下晶闸管的工作原理。
晶闸管的工作原理可以简单描述为，当控制极施加一个正脉冲信号时，晶闸管就可以导通；而当控制极施加一个负脉冲信号时，晶闸管就可以关断。
这种控制特性使得晶闸管可以用来控制大功率的电流，因此在电力控制领域有着广泛的应用。
在晶闸管的原理图中，我们可以清晰地看到控制极、阳极和阴极之间的连接方式，以及控制信号的输入方式。
最后，我们来分析一下晶闸管原理图的应用。
晶闸管在电力控制领域有着广泛
的应用，比如交流调压、交流调速、交流开关等方面。
晶闸管的原理图可以帮助工程师们更好地理解晶闸管的工作原理和控制方式，从而更好地应用于实际工程中。
总之，晶闸管原理图是理解晶闸管工作原理和应用的重要工具，通过对晶闸管
原理图的学习和分析，可以更好地掌握晶闸管的工作原理和控制方式，为实际工程应用提供理论支持和指导。
希望本文的介绍对大家有所帮助，谢谢阅读！。
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单向晶闸管的基本结构及工作原理
晶闸管有许多种类，下面以常用的普通晶闸管为例，介绍其基本结构及工作原理。
单向晶闸管内有三个PN 结，它们是由相互交叠的4 层P区和N区所构成的.如图17-1(a) 所示。
晶闸管的三个电极是从P1引出阳极A，从N2引出阳极K ，从P2引出控制极G ，因此可以说它是一个四层三端
半导体器件。
为了便于说明.可以把图17-1 (a) 所示晶闸管看成是由两部分组成的[见图17-1(b)]，这样可以把晶闸管等效为两只三极管组成的一对互补管.左下部分为NPN型管，在上部分为PNP 型管[见图17-1 (c)]。
当接上电源Ea后，VT1及VT2都处于放大状态，若在G 、K 极间加入一个正触发信号，就相当于在V T1基极与发射极回路中有一个控制电流IC，它就是VT1的基极电流IB1。
经放大后，VT1产生集电极电流ICI。
此电流流出VT2 的基极，成为VT2 的基极电流IB2。
于是，
VT2 产生了集电极电流IC2。
IC2再流入VT1 的基极，再次得到放大。
这样依次循环下去，一瞬间便可使VT1和VT2全部导通并达到饱和。
所以，当晶闸管加上正电压后，一输入触发信号，它就会立即导通。
晶闸管一经导通后，由于导致VT1基极上总是流过比控制极电流IG大得多的电流，所以即使触发信号消失后，晶闸管仍旧能保持导通状态。
只有降低电源电压Ea，使VT1、VT2 集电极电流小于某一维持导通的
最小值，晶闸管才能转为关断状态。
如果把电源Ea反接，VT1 和VT2 都不具备放大工作条件，即使有触发信号，晶闸管也无法工作而处于关断状态。
同样，在没有输入触发信号或触发信号极性相反时，即使晶闸管加上正向电压.它也无法导通。
上述的几种情况可参见图17-2 。
总而言之，单向晶闸管具有可控开关的特性，但是这种控制作用是触发控制，它与一般半导体三极管构成
的开关电路的控制作用是不同的。
晶闸管的结构与工作原理
一、晶闸管简介
晶闸管（Thyristor）：又称晶体闸流管，可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier——SCR）
1956年美国贝尔实验室（Bell Lab）发明了晶闸管
1957年美国通用电气公司（GE）开发出第一只晶闸管产品
1958年商业化，开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代
20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代
能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场合具有重要地位
晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型——普通晶闸管
广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件（如：双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等）
二、晶闸管的结构与封装
外形有螺栓型和平板型两种封装
引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端
对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便
平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间
晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形b) 结构c) 电气图形符号三、晶闸管基本工作特性
三、晶闸管基本工作特性
晶闸管基本工作特性归纳：
承受反向电压时(UAK <0)，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通(即UAK >0，IGK >0才能开通)；
晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用；
要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
从这个角度可以看出，SCR是一种电流控制型的电力电子器件。
四、晶闸管的工作机理
在分析SCR的工作原理时，常将其等效为两个晶体管V1和V2串级而成。
其工作过程如下：
UGK>0 →产生IG →V2通→产生IC2 →V1通→IC1↗→IC2 ↗→出现强烈的正反馈，G极失去控制作用，V1和V2完全饱和，SCR饱和导通。
晶闸管导通后，即使去掉门极电流，仍能维持导通。
晶闸管的双晶体管模型及其工作原理
a) 双晶体管模型b) 工作原理
双向晶闸管的结构及工作原理
双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的，对外也引出三个电极，其结构如图所示。
双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联，但只有一个控制极。
双向晶闸管与单向晶闸管一样，也具有触发控制特性。
不过，它的触发控制特性与单向晶闸管有很大的不同，这就是无论在阳极和阴极间接人何种极性的电压，只要在它的控制极上加上一个触发脉冲，也不管这个脉冲是什么极性的,都可以便双向晶闸管导通。
由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实现触发控制，因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分，通常把这两个主电极称为T1电极和T2电极，将接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极，将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。
由于双向晶闸管的两个主电极没有正负之分，所以它的参数中也就没有正向峰值电压与反同峰值电压之分，而只用一个最大峰值电压，双向晶闸管的其他参数则和单向晶闸管相同。
双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性，如图所示。
双向晶闸管的结构及电路
注意：此图的T1和T 2的标注不对，应反过来，同时此两极不再划分阳极和阴极
双向晶闸管的伏安特性曲线
由于双向晶闸管正、反特性具有对称性，所以它可在任何一个方向导通，是一种理想的交流开关器件。
晶闸管有许多种类，下面以常用的普通晶闸管为例，介绍其基本结构及工作原理。
单向晶闸管内有三个PN结，它们是由相互交叠的4层P区和N区所构成的，如图(a)所示。
晶闸管的三个电极是从P1引出阳极A，从N2引出阳极K，从P2引出控制极G，因此可以说它是一个四层三端半导体器件。
为了便于说明，可以把图(a)所示晶闸臂看成是由两部分组成的[见图(b)]，这样可以把晶闸管等效为两只三极管组成的一对互补管，左下部分为NPN型管，右上部分为PNP型管[见图(c)]。
单向晶闸管结构原理图
当接上电源Ea后，VT1及VT2郡处于放大状态，若在G、K极司加入一个正触发信号，就相当于在VT1基极与发射极回路中有一个控制电流IG，它就是VT1的基极电流IB1。
经放大后，VT1产生集电极电流IC1。
此电流流出VT2的基极，成为VT2的基极电流电。
于是，VT2产生了集电极电流IC2，IC2再流入VT1的基极，再次得到放大。
这样依次循环下去，一瞬间便可使VT，和V乃全部导通并达到饱和。
所以，当晶闸管加上正电压后，一输入触发信号，它就会立即导通。
晶闸管一经导通后，由于导致VT1基极上总是流过比控制极电流IC大得多的电流，所以即使触发信号消失后，晶闸管仍旧能保持导通状态。
只有降低电源电压Ea，使VT1、VT2集电极电流小于某一维持导通的最小值，晶闸管才能转为关断状态。
如果把电源Ea反接，VT1和VT2都不具备放大工作条件，即使有触发信号，晶闸管也无法工作而处于关断状态。
同样，在没有输入触发信号或触发信号极性相反时，即使晶闸管加上正向电压，它也无法导
通。
上述的儿种情况可参见图。
单向晶闸管的几种工作状态
总而言之，单向晶闸管具有可控开关的特性，但是这种控制作用是触发控制，它与一般半导体三极管
构成的开关电路的控制作用是不同的。