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晶閘管是晶體閘流管的簡稱，按照IEC(國際電工委員會)的定義，晶閘管是指具有三個以上的PN結，其主電壓一電流特性至少在一個象限內具有導通、阻斷兩個穩定狀態，且可在這兩個穩定狀態之間進行轉換的半導體器件。晶閘管是由多種器件組成的家族，而被廣泛使用的普通晶閘管則是這個家族中的一員，俗稱可控硅整流器(SCR，Silicon ControlledRectifier)，簡稱可控硅，其規范術語是反向阻斷三端晶閘管。晶閘管誕生以來，電力電子技術發展迅速，新型電力電子器件不斷涌現，并得到廣泛應用。本章著重介紹普通晶閘管、雙向晶閘管、功率晶體管、功率場效應晶體管、絕緣柵雙極晶體管等元件?！ ?br />
1．1 晶閘管的結構和工作原理 |
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| 1．1．2 晶閘管的工作原理 為了弄清晶閘管是怎樣工作的，可按圖1．2電路做實驗。 晶閘管的陽極A經負載(白熾燈)、變阻器腫、雙向刀開關Ql接至電源Eo的正極，元件的陰極K經毫安表、雙向刀開關Q接至電源萬e的負極，組成晶閘管主電路，用粗線表示。流過晶閘管陽極的電流為Ia。晶閘管陽、陰極兩端電壓ua，稱陽極電壓。  晶閘管門極G經雙向刀開關Q2接至門極電源丑2，元件的陰極K經Q2與Ee另一端連接，組成晶閘管的觸發電路，用細線表示。流過門極的電流為c(也稱觸發電流)，門極與陰極之間的電壓稱門極電壓u。 當Q1撥向反向，Q無論撥向何位置，燈都不會亮，這說明晶閘管處在阻斷狀態。當Q，撥向止極，Q斷升，燈還是不亮，說明晶閘管仍處在阻斷狀態。若Q，撥向正向，燈就亮了，這表明晶閘管已導通。此時再斷開門極刀開關Q2，燈仍然亮著。由此可見，要使晶閘管導通，必須在陽極與陰極之間加正向電壓Uu，同時在門極與陰極之間加正向電壓ue(此時有一觸發電流R流入門極)。晶閘管一旦觸發導通后，門極就失去控制作用。要想使晶閘管重新恢復阻斷狀態將怎樣做呢?請繼續下面的實驗：在燈亮的情況下，逐漸調節變阻器RP，使流過負載(燈泡)的電流逐漸減少，這時應按下按鈕sB，注意觀察毫安表的指針，當陽極電流降到某數值，毫安表的指針突然回到零，說明晶閘管己關斷。從毫安表所觀察到的最小陽極電流稱做晶閘管的維持電流H。 如何理解晶閘管的導通與關斷呢?可用其互補三極管等效電路來解釋。如圖1．3所示，當在晶閘管的陽極、陰極之間加反向電壓時，由于J和J3的PN結呈反向阻斷狀態，所以幾乎沒有電流流通。相反，即使在陽極、陰極之間加正向電壓，而門極不加電壓時，由于中間的PN結J呈反向阻斷狀態，所以晶閘管也不會導通。只有當陽極、陰極之間加上正向電壓，同時門極、陰極之間也施加正向電壓，門極有足夠的電流流入時，就形成強烈的正反饋，即  瞬時使兩晶體管飽和導通即晶閘管導通。 若要使已導通的晶閘管恢復阻斷，只有設法使晶閘管的陽極電流減少到小于維持電流H，使其內部正反饋無法維持，晶閘管才會恢復阻斷，常用的方法是在晶閘管兩端加反向電壓。 |
