一文读懂晶闸管的原理及工作特性
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
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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
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，具有控制电流的能力。
它由四个半导体层构成，包括一个P型半导体层、一个N型半导体层和两个P型半导体层。
晶闸管可用于控制交流电流，实现电源的开关控制和功率调节。
晶闸管的工作原理可以分为四个阶段：关断状态、导通状态、保持状态和关断状态。
1. 关断状态：在关断状态下，晶闸管的两个PN结都处于反向偏置。
这时，晶闸管的控制端施加负电压，使得PN结之间的耗尽层扩展。
晶闸管处于高阻态，几乎没有电流通过。
2. 导通状态：当晶闸管的控制端施加正电压信号时，PN结之间的耗尽层被压缩，形成一个导电通道。
这时，晶闸管处于导通状态，电流可以通过晶闸管。
晶闸管的导通状态一直持续到电流通过晶闸管的正向电流为零时。
3. 保持状态：一旦晶闸管处于导通状态，即使控制端的电压信号消失，晶闸管也会继续保持导通状态。
这是因为PN结之间的耗尽层压缩，形成的导电通道使得电流可以继续通过。
4. 关断状态：要将晶闸管从导通状态切换到关断状态，需要施加一个反向电压信号或者将晶闸管的电流降至零。
一旦晶闸管处于关断状态，它将保持在该状态，直到下一次控制信号到来。
晶闸管的工作原理可以通过一个简单的电路来说明。
假设我们有一个交流电源和一个负载。
将晶闸管连接到电路中，通过控制端施加正电压信号，晶闸管处于导通状态，电流可以通过晶闸管，负载得到电源供电。
当控制信号消失时，晶闸管将保持导通状态，直到电流降至零或施加反向电压信号将其切换到关断状态。
晶闸管的工作原理使得它在电力控制和电子开关方面具有广泛的应用。
它可以用于调光、电机控制、电源开关和逆变器等领域。
晶闸管的可靠性高、效率高，因此在工业和家庭中得到广泛应用。
总结起来，晶闸管是一种具有控制电流能力的半导体器件。
它通过施加正电压信号来切换到导通状态，电流可以通过晶闸管。
一旦晶闸管处于导通状态，它将保持导通状态，直到电流降至零或施加反向电压信号将其切换到关断状态。
5.2晶闸管工作原理及特性
(M
= 1)
正向偏置I-V特性讨论
5.5 晶闸管的擎住状态
IA
=
M (ICO + 2IG ) 1− M (1 + 2 )
ICO + 2IG = 0
IA = IC1 + IC2 － Ipn
5.6 反向阻断状态下的晶闸管
反向偏置击穿临界
IC = M IE + MICBO IR = MIR + MICO(J1)
晶闸管型号
双向晶闸管
双向晶闸管的触发方式
①UG＞UT2、UT1＞UT2。 导通方向：T1→T2
②UG＜UT1、UT2＜UT1。
导通方向：T1→T2
③UG＜UT2、UT1＜UT2
导通方向：T2→T1
④UG＞UT1、UT2＞UT1
导通方向：T2→T1
双向晶闸管与单向晶闸管相比较的主要区别是：
5.4 正向阻断模式和亚稳态区域
阳极电流方程式：
IA
=
M (ICO + 2IG ) 1− M (1 + 2 )
IA = IC1 + IC2
IC1 = Mα1 IA+ MICBO1 IC2 = Mα2 IK+ MICBO2
= Mα2 (IA+ IG)+MICBO2
IA
=
ICO + 2 IG 1− (1 + 2 )
普通晶闸管延迟时间为0.5~1.5s，上升时间为0.5~3s
➢影响开通过程的因素
✓ 强触发对ton的影响 ： 强触发会使延迟时间大 大缩短；
晶闸管开通特性
阳极电流、电压及温度对 ton的影响
IA增加，td基本不变， tr略有增加；
晶闸管的作用及其工作原理分析
变频调速
晶闸管可用于变频调速电路中，控制交流电动机 的转速。
保护电路
晶闸管可用于保护电路，如过流保护、过压保护。
晶闸管的工作原理
PN结
晶闸管由PN结组成，其中正向扫 描时，PN结将直接导通，产生一 个电流。
控制极
通过控制极控制PN结的电流，控 制晶闸管的导通和截止。
触发器
通过触发器向控制电极施加信号， 控制晶闸管的导通时间。
交通运输
发光二极管广泛应用于车灯、 交通信号灯等方面。
晶闸管的优缺点
优点
可控性强，导通电流大，占用空间小，有良好的 温度特性。
缺点
电磁干扰强，安全性能较差，半导体芯片易受静 电损伤。
发展趋势和展望
智能家居
晶闸管将在智能家居领域中继续 得到广泛应用。
可再生能源
随着可再生能源的广泛应用，晶 闸管在变频调速电路中将越来越 重要。
电动汽车
晶闸管在电动汽车控制电路中的 应用也将得到进一步扩展。
晶闸管的作用及其工作原 理分析
晶闸管是一种电子元器件，广泛应用于各种电子电路中。它具有特殊的开关 功能，可以控制电流的方向和大小。本次演讲将深入探讨晶闸管的工作原理 和应用场景。
晶闸管的作用
电流控制
晶闸管可以控制电流的方向和大小，常用于交流 电路的控制。
电压控制
晶闸管可用于电源电路控制，防止电压过高或过 低。
晶闸管符号
晶闸管的符号是两个箭头，表示 PN结是可控的，可通过控制电极 控制导通。
晶闸管的组成部分
1 PN结
由P型半导体和N型半导体组成，用于产生电 流。
2 控制电极
用于控制PN结的电流，控制晶闸管的导通和 截止。
3 触发器
晶闸管的工作原理
晶闸管的工作原理
晶闸管又称为双向可控硅，是一种电力电子器件，具有双向触发和单
向导电的特点。
它广泛应用于电力电子控制、调节、转换和变换等领域。
首先是关断状态，当晶闸管两个控制极（即阳极和门极）之间的电压
低于它的阻断电压时，晶闸管将处于关断状态。
此时通过门极的控制电流
较小，晶闸管内部的p-n结处于正向偏置状态。
关断状态下，晶闸管不导电，内部不存在主电流。
当通过门极的电流超过晶闸管的触发电流，电压上升到一定程度时，
晶闸管将进入触发和导通状态。
在这个状态下，晶闸管内部的p-n结开始
在阳极和门极之间形成通道，这个过程称为触发。
一旦触发完成，晶闸管
将开始导电，内部主电流开始流动。
接下来是持续导通状态，晶闸管在触发完成之后将一直导通，直到主
电流降到零或改变触发方式。
在持续导通状态下，晶闸管有较低的电压降，表现出较小的功耗。
最后是关断状态，当主电流降到或小于零时，晶闸管将进入关断状态。
此时，电压在晶闸管的结上再次达到阻断电压，因此电流无法继续流动，
晶闸管停止导电。
需要注意的是，即使通过门极的电流消失，晶闸管仍会
处于导通状态，只有当主电流从阳极流过p-n结到达门极时，晶闸管才能
进入关断状态。
综上所述，晶闸管的工作原理是通过门极的控制电流和电压的变化来
控制晶闸管的导通和关断状态。
通过调节门极电流和触发方式，可以实现
晶闸管的灵活控制和应用于各种电力电子系统。
晶闸管的结构与工作原理
晶闸管的结构与工作原理在现代电子技术领域，晶闸管作为一种重要的半导体器件，发挥着不可或缺的作用。
它具有独特的结构和工作原理，使得其在电力控制、电子电路等方面得到了广泛的应用。
要理解晶闸管的工作原理，首先得从它的结构说起。
晶闸管通常由四层半导体材料组成，分别是 P 型半导体、N 型半导体、P 型半导体和N 型半导体，形成了三个 PN 结，分别为 J1、J2 和 J3。
从外部来看，它有三个电极，分别是阳极（A）、阴极（K）和门极（G）。
晶闸管的结构就像是一个具有特殊功能的“开关”。
阳极和阴极分别连接在电路的两端，而门极则像是这个开关的“控制按钮”。
接下来，咱们详细说说晶闸管的工作原理。
晶闸管的导通需要一定的条件。
在正常情况下，即没有门极电流注入时，晶闸管处于阻断状态。
这时候，J1 和 J3 是正向偏置，而 J2 是反向偏置，所以只有很小的漏电流通过，就好像开关处于断开状态。
但是，当给门极加上一个适当的正向触发电流时，情况就发生了巨大的变化。
这个触发电流就像一把钥匙，打开了晶闸管导通的大门。
它使得 J2 结的电位下降，从而打破了原来的平衡状态，导致晶闸管迅速导通，电流可以从阳极顺畅地流向阴极，就如同开关被闭合了一样。
一旦晶闸管导通，即使去掉门极触发电流，它也能依靠自身的正反馈机制保持导通状态。
这是因为导通后，阳极电流会在器件内部产生强烈的正反馈作用，使得晶闸管能够持续导通，直到阳极电流减小到维持电流以下，晶闸管才会重新回到阻断状态。
晶闸管的这种特性使得它在很多电路中都能大显身手。
比如说在交流调压电路中，通过控制晶闸管的导通角，可以调节输出电压的有效值。
在直流调速系统中，利用晶闸管可以实现对直流电机的调速控制。
在实际应用中，晶闸管的性能参数也非常重要。
例如，正向转折电压、反向转折电压、通态平均电流、维持电流等。
这些参数决定了晶闸管在不同电路中的适用范围和工作可靠性。
另外，晶闸管也有一些局限性。
它的开关速度相对较慢，不能像一些新型的半导体器件那样实现高频开关操作。
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！。
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理引言概述：晶闸管是一种重要的电子器件，广泛应用于电力控制和电子调节领域。
了解晶闸管的工作原理对于理解其应用和故障排除至关重要。
本文将详细介绍晶闸管的工作原理，包括晶闸管的结构、特性和工作方式。
一、晶闸管的结构1.1 硅基材料：晶闸管的主要材料是硅，因其具有较好的电特性和热特性而被广泛应用。
1.2 PN结：晶闸管由两个PN结组成，其中一个PN结被称为控制结，另一个PN结被称为终端结。
1.3 门极结：晶闸管的控制结上有一个附加的门极结，通过控制门极上的电压来控制晶闸管的导通和截止。
二、晶闸管的特性2.1 可控性：晶闸管的导通和截止状态可以通过控制门极上的电压来实现，具有可控性。
2.2 双向导通性：晶闸管可以在正向和反向电压下导通，具有双向导通性。
2.3 高电压和高电流承受能力：晶闸管能够承受较高的电压和电流，适用于高功率电子设备的控制。
三、晶闸管的工作方式3.1 导通状态：当门极结施加正向电压时，晶闸管处于导通状态，电流可以从终端结流过。
3.2 截止状态：当门极结施加反向电压时，晶闸管处于截止状态，电流无法通过终端结。
3.3 触发方式：晶闸管可以通过正向或负向的脉冲电压来触发，使其从截止状态转变为导通状态。
四、晶闸管的应用4.1 电力控制：晶闸管可以用于电力调节、电压变换和电流控制等领域，实现对电力的精确控制。
4.2 电子调节：晶闸管可以用于调节电子设备的亮度、速度和功率等，提高设备的性能和效率。
4.3 高频电子设备：晶闸管具有快速开关速度和较低的开关损耗，适用于高频电子设备的控制和调节。
五、晶闸管的故障排除5.1 过电流保护：晶闸管在工作过程中可能会受到过电流的影响，需要采取相应的保护措施。
5.2 过电压保护：晶闸管在工作过程中可能会受到过电压的影响，需要采取相应的保护措施。
5.3 温度控制：晶闸管在工作时会产生较高的温度，需要采取散热措施来控制温度，以避免故障发生。
结论：晶闸管作为一种重要的电子器件，具有可控性、双向导通性和高电压、高电流承受能力等特点。
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一文读懂晶闸管的原理及工作特性
晶闸管（Thyristor）是开发最早的电力电子器件。
晶闸管全称为晶体闸流管，是半控型电力电子器件，晶闸管可以被控制导通而不能用门极控制关断，具有耐高压、电流大、抗冲击能力强等特点。
晶闸管相当于一个可以被控制接通的导电开关，由PNPN四层半导体结构组成，它有三个极：阳极、阴极、控制极。
一、晶闸管的伏安特性
晶闸管是由PNPN四层单导体组成，有三个PN结。
晶闸管有三个引线端子：阳极A、阴极K、和门极G。
晶闸管阳极与阴极间电压和它的阳极电流之间的关系，称为晶闸管的伏安特性。
当IG=0时，如果在晶闸管两端施加正向电压，则J2结处于反偏，晶闸管处于正向阻断状态，只流过很小的漏电流，如果正向电压超过临界极限值（正向转折电压Ub0）时，则漏电流急剧增大，正向转折电压降低。
导通后晶闸管的特性跟二极管的正向特性相似，即使通过很大的阳极电流，晶闸管本身的压降确很小。
导通时如果门极电流为零，并且阳极电流降到维持电流IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。
当在晶闸管上施加反向电压时，晶闸管的J1、J3结处于反偏状态，这时伏安特性类似二极管的反向特性。
晶闸管处于反向阻断状态，只有很小的漏电流流过，当反向电压超过反向击穿电压后，反向漏电流急剧增大，晶闸管反向击穿。
二、晶闸管的门极伏安特性
在给晶闸管施加正向阳极电压的情况下，若再给门极加入适当
的控制信号，可使晶闸管由阻断变为导通。
晶闸管的门极和阴极之间是一个PN结J3，它的伏安特性称为门极伏安特性。
当给门极施加一定电压后门极附近会发热，当电压过大时，会使晶闸管整个结温度上升，直接影响晶闸管的正常工作，甚至使门极烧坏。
所以门极上施加的电压、电流、功率是有一定限制的。
三、晶闸管的动态特性
晶闸管在电路中起开关作用。
由于器件的开通和关断时间很短，当开关频率较低时，可以假定晶闸管是瞬时开通和关断的，可以忽略其动态特性和损耗。
当工作频率较高时，因工作周期缩短，晶闸管的开通和关断时间就不能忽略，动态损耗占比相对增大，成为引起晶闸管发热的主要原因。
1、开通时间
门极在原点处受到理想阶跃电流的触发，由于晶体管内部的正反馈过程需要时间，阳极的电流增长不可能瞬时完成。
从门极电流阶跃时刻开始，到阳极电流上升到稳态值的10%，这段时间称为延迟时间td。
阳极电流从10%上升到90%所需要的时间称为上升时间tt。
开通时间tgt为两者之和，即tgt=td+tt。
对于普通晶闸管td=0.5~1.5μs，tt=0.5~3μs。
2、关断时间
已导通的晶闸管，当电源电压突然改变方向时，由于晶闸管电路中带有感性器件，阳极电流在衰减过程中必存在过渡过程。
从导通电流逐步衰减到零，然后在反方向建立恢复电流，经过最大值后，再
反方向衰减到零。
电源电压反向后，从正向电流降为零到能重新施加正向电压为止的时间间隔，称为晶闸管的电路换向关断时间tq，它由两部分组成：tq=trt+tgt
trt——反向阻断恢复时间，是电流反向的持续期；
tgt——正向阻断恢复时间。
普通晶闸管的关断时间约为几百微秒；快速晶闸管的关断时间为几微秒到几十微秒。