晶闸管及其工作原理
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。
(整理)晶闸管(SCR)原理
晶闸管(SCR)原理作者：时间：2007-12-17 来源:电子元器件网浏览评论推荐给好友我有问题个性化定制关键词：晶闸管半导体材料晶闸管(thyristor)是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅（SCR），其正式名称应是反向阻断三端晶闸管。
除此之外，在普通晶闸管的基础上还派生出许多新型器件，它们是工作频率较高的快速晶闸管(fast switching thyristor，FST)、反向导通的逆导晶闸管(reverse conducting thyristor，RCT)、两个方向都具有开关特性的双向晶闸管(TRIAC)、门极可以自行关断的门极可关断晶闸管（gate turn off thyristor，GTO）、门极辅助关断晶闸管(gate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信号触发导通的光控晶闸管(light controlled thyristor，LTT)等。
一、结构与工作原理晶闸管是三端四层半导体开关器件，共有3个PN结，J1、J2、J3，如图1(a)所示。
其电路符号为图1(b)，A(anode)为阳极，K(cathode)为阴极，G(gate)为门极或控制极。
若把晶闸管看成由两个三极管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)构成，如图1(c)所示，则其等值电路可表示成图1(d)中虚线框内的两个三极管T1和T2。
对三极管T1来说，P1N1为发射结J1，N1P2为集电结J2；对于三极管T2，P2N2为发射结J3，N1P2仍为集电结J2；因此J2（N1P2）为公共的集电结。
当A、K两端加正电压时，J1、J3结为正偏置，中间结J2为反偏置。
当A、K两端加反电压时，J1、J3结为反偏置，中间结J2为正偏置。
晶闸管未导通时，加正压时的外加电压由反偏值的J2结承担，而加反压时的外加电压则由J1、J3结承担。
如果晶闸管接入图1(d)所示外电路，外电源U S正端经负载电阻R引至晶闸管阳极A，电源U S的负端接晶闸管阴极K，一个正值触发控制电压U G经电阻R G后接至晶闸管的门极G，如果T1（P1N1P2）的共基极电流放大系数为α1，T2（N1P2N2）的共基极电流放大系数为α2，那么对T1而言，T1的发射极电流I A的一部分α1I A将穿过集电结J2，此外，J2受反偏电压作用，要流过共基极漏电流i CBO1，因此图1(d)中的I C1可表示为I C1=α1I A+i CBO1。
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；
04第四章 晶闸管及其应用
第四章晶闸管及其应用第一节晶闸管的构造、工作原理、特性和参数晶闸管—可控硅，是一种受控硅二极管。
优点：体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长、使用维护方便。
缺点：大多工作与断续的非线性周期工作状态，产生大量谐波干扰电网；过载能力和抗扰能力较差、控制电路复杂。
（由于技术进步，近年有改善）1.1晶闸管的基本结构：晶闸管是具有三个PN结的四层结构,其外形、结构及符号如图。
1.2晶闸管的工作原理在极短时间内使两个三极管均饱和导通，此过程称触发导通。
晶闸管导通后，去掉EG ，依靠正反馈，仍可维持导通状态。
晶闸管导通必须同时具备两个条件：1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压。
2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。
晶闸管导通后，控制极便失去作用。
依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件：1. 必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效应不能维持。
2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反向电压。
1.3晶闸管的伏安特性静态特性承受反向电压时，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；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。
晶闸管的阳极伏安特性是指晶闸管阳极电流和阳极电压之间的关系曲线，如图3所示。
其中：第I象限的是正向特性；第III象限的是反向特性图3 晶闸管阳极伏安特性I G2>I G1>I GI G=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。
这种开通叫“硬开通”，一般不允许硬开通；随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低；导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿；晶闸管本身的压降很小，在1V左右；导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值I H以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。
晶闸管的导通原理
晶闸管的导通原理
晶闸管的导通原理可以简单地描述为：通过控制晶闸管的门极电压来控制晶闸管的导通和关断。
具体来说，当晶闸管的门极电压为零时，晶闸管处于关断状态，没有电流通过。
当施加一个正向电压到阳极，同时将门极与阴极短接，晶闸管的结会
逆偏，形成一个PNPN结构。
此时，只要阳极电压大于晶闸管的维持电压，晶闸管
就会开始导通。
一旦晶闸管导通，它将保持导通状态，直到阳极电流降到零或者通过晶闸管的电流被外部电路断开。
晶闸管的导通和关断可以通过施加一个负向电压到门极实现，从而实现对电流的精确控制。
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理
晶闸管是一种半导体器件，它具有双向导电性能。
晶闸管的工作原理主要是通过控制晶闸管的触发电压来实现对电流的控制。
晶闸管的结构包括P型半导体和N 型半导体，通过控制晶闸管的触发电压，可以实现对电流的导通和截止。
晶闸管的工作原理可以简单地分为导通状态和截止状态两种情况。
在导通状态下，当晶闸管的触发电压达到一定数值时，晶闸管会从截止状态转变为导通状态，电流可以通过晶闸管流动。
而在截止状态下，晶闸管不导电，电流无法通过晶闸管流动。
晶闸管的工作原理还涉及到晶闸管的触发方式。
晶闸管的触发可以通过外部电压脉冲来实现，也可以通过控制电压来实现。
在晶闸管的触发过程中，需要注意控制触发电压的大小和触发脉冲的宽度，以确保晶闸管可以稳定地从截止状态转变为导通状态。
此外，晶闸管的工作原理还与晶闸管的特性参数有关。
例如，晶闸管的触发电压、保持电流、最大正向电压等参数都会影响晶闸管的工作状态和性能。
在实际应用中，需要根据具体的电路要求选择合适的晶闸管，并合理设置触发电压和控制电压，以确保晶闸管可以稳定可靠地工作。
总的来说，晶闸管的工作原理是通过控制触发电压来实现对电流的控制，包括导通状态和截止状态两种情况。
在实际应用中，需要根据晶闸管的特性参数和具体的电路要求来选择合适的晶闸管，并合理设置触发电压和控制电压，以确保晶闸管可以稳定可靠地工作。
通过对晶闸管工作原理的深入理解，可以更好地应用晶闸管在各种电路中，发挥其作用。
《晶闸管整流电路》课件
电源
实验设备与测试方法
示波器 万用表
测试方法
实验设备与测试方法
使用示波器观察整流电路的输出波形
记录实验数据和波形，以便后续分析
使用万用表测量各点的电压和电流值
调试步骤与注意事项
调试步骤 1. 检查实验设备是否完好，确保电源、导线等正常工作。
2. 根据实验要求连接电路，确保连接正确无误。
启动条件
需要满足一定的电压和电 流条件，以确保晶闸管能 够正常启动。
正常工作过程
电流流向
工作状态
在正常工作状态下，电流从阳极流向 阴极，同时维持一定的电压和电流值 。
晶闸管整流电路处于稳态工作状态时 ，各参数保持恒定，系统稳定运行。
控制方式
通过调节触发信号的相位角，可以控 制输出电压和电流的大小，从而实现 整流功能。
2. 总结实验中的问题和不足之处，提出改进措施 。
THANKS.
电感器
总结词：特性
详细描述：电感器是一种储能元件，具有隔交通直的特 性。在整流电路中，它能够有效地将交流分量转化为磁 场能储存起来并在需要时释放出来。
03
晶闸管整流电路的
工作过程
启动过程
启动方式
通过在阳极和阴极之间施 加正向电压，使晶闸管从 截止状态进入导通状态。
触发信号
在启动过程中，需要施加 一个触发信号，使晶闸管 内部的电子发生跃迁，从 而导通电流。
设计原则与步骤
电路仿真
利用仿真软件对设计的电路进行模拟，验证其性能和可 靠性。
优化改进
根据仿真结果，对电路进行优化和改进，提高其性能和 可靠性。
元件选择与参数计算
1 2
元件选择
根据电路的工作环境和性能要求，选择合适的元 件型号和规格。
gto晶闸管的开通和关断原理 -回复
gto晶闸管的开通和关断原理-回复GTO晶闸管（Gate Turn-Off Thyristor，简称GTO）是一种高压高功率电子器件，可用于控制和调节电力系统中的电流和电压。
它的开通和关断原理是实现广泛应用的关键。
在介绍GTO晶闸管的开通和关断原理之前，让我们先了解一下晶闸管的基本结构和工作原理。
晶闸管是一种四层PNPN结构的器件，由阳极（A）、阴极（K）、门极（G）和触发极（T）组成。
当正向电压施加在器件上时，它将保持封锁状态，不导通电流。
然而，一旦给予一个正向的脉冲电压在门极上，晶闸管将开通并导通电流。
一旦晶闸管导通，它将保持导通状态，直到有一个负向的电压施加在它上面才能关断。
GTO晶闸管通过控制门电流来实现开通和关断操作。
让我们分别来看看GTO晶闸管的开通和关断过程。
1. 开通过程：a. 初始状态下，GTO晶闸管处于封锁状态，没有电流通过。
b. 当一个正向电压施加在阳极和阴极之间时，弱磁场会形成在P2区域（即距离阳极最近的P区）。
c. 将一个正向的脉冲电流施加在门极上，通过之前提到的反向PN结（PG结），使得P2区域的磁场增强。
这个过程被称为“增强过程”。
d. 当P2区域磁场增强到一定程度时，它会引起P3区域（距离阴极最近的P区）的P-N结被打破，进而使整个晶闸管开始导通电流。
这个阈值被称为“增强区电流阈值”。
e. 一旦开始导通，GTO晶闸管将保持导通状态，即使门极上的脉冲电流停止。
2. 关断过程：a. 在GTO晶闸管导通状态下，需要通过在门极上施加一个负向的脉冲电流来关断它。
b. 这个负向的脉冲电流会减小P2区域的磁场，并最终恢复原始的封锁状态。
c. 当P2区域磁场减小到一定程度时，整个GTO晶闸管将关断并停止导通。
可以看出，GTO晶闸管的关断操作相对于开通操作更加复杂。
这主要是因为在关断时，电流需要从整个器件中完全消失，而不仅仅是从P2区域。
这种非直接关断性质导致GTO晶闸管具有一定的关断延迟时间。