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晶闸管阳极伏安特性 返回 晶闸管门极伏安特性 PGM B C D A E G F L K 0 IFGM UGT UFGM IGT UGT UGD IGT IGD A B C I H J 返回 晶闸管的开通和关断过程波形 返回 逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性 电气图形符号 伏安特性 返回 光控晶闸管的电气图形符号和伏安特性 电气图形符号 伏安特性 返回 * ≥ * p+n结的电场分布： 将电离率代入雪崩击穿条件并作变量代换得 ： 积分得到： 2.6 晶闸管的主要参数分析 又偏压VA 下的空间电荷层宽度为: 将Em、Xm的表达式代入x=0的E(x)表达式得: 当击穿发生时，VA=VB，VB为雪崩电压，式中n为常数。这里取n=7，取 2.6 晶闸管的主要参数分析 则上式可简化为: Nb 为硅的掺杂浓度 当 时，通常可取常数C≈100，常数 与沿用传统的经验公式——“GE公式”完全相同。 当Wn ≥Xm 时得到的是雪崩电压 2.6 晶闸管的主要参数分析 (2)晶闸管的通态电压 1．体压降: Vm是Wn /LP的函数，当Wn /LP≤1时，Vm在pin二极管的总压降中可以忽略不计。当Wn /LP≥3时，Vm呈指数增加，远大于“短”结构时的压降。通常取Wn≤3LP。 简化表达： 2.6 晶闸管的主要参数分析 Wn /LP是体压降大小的主要标志。要减小体压降，唯一的方法提高少子寿命或缩短基区宽度。 Vm与J无关。 扩散长度随注入载流子浓度的增加而减小。在注入电平大于1017cm-3，载流子-载流子散射和俄歇复合起着减小La的作用。因而在低电流密度下的“短”结构，在高电流密度下要变为“长”结构 。 2．结压降: p+in+结构的结压降Vj可由载流子浓度分布服从玻尔兹曼分布规律得到。 3．欧姆接触压降： 正常情况下，大功率器件的欧姆接触压降是很小的。 (3)晶闸管的功率损耗 通态功率损耗PT 断态功率损耗PD 开通损耗Pon 关断损耗Poff 门极损耗PG 工频下PT 是主要的. 通态功率损耗PT的简易算法 将元件瞬态正向伏安特性近似看成一直线，该直线与横轴交点为V0，斜率为1/R ,则元件的瞬时通态电压可写为: V0—通态伏安特性的起始电压； iT—正弦半波电流瞬时值， 当 时,有 计算上式得到: 由瞬态VA曲线计算 由半导体物理， 考虑到管芯和电极部分的欧姆接触电阻R，全部压降为 由实际测得的导通电压曲线中适当选取三个点，以iT和vT代入上式可求出三个常数. 在 周期内通态正弦半波时的平均功率损耗为 2.7 晶闸管的派生器件 快速晶闸管（Fast Switching Thyristor——FST) 包括所有专为快速应用而设计的晶闸管，有快速晶闸管和高频晶闸管 管芯结构和制造工艺进行了改进，开关时间以及du/dt和di/dt耐量都有明显改善 普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10?s左右 高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高 由于工作频率较高，选择通态平均电流时不能忽略其开关损耗的发热效应 返回 2.7 晶闸管的派生器件 双向晶闸管（Triode AC Switch——TRIAC或Bidirectional triode thyristor） 图1-10 双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性 a) 电气图形符号 b) 伏安特性 相当于两个晶闸管反向并联，两者共用一个控制极。 通过控制电压的控制可实现双向导通。 双向可控硅 双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性 电气图形符号 伏安特性 返回 A1 A2 G 控制极 第一电极 第二电极 工作原理 UA1UA2时，控制极相对于A2加正脉冲， 晶闸管正向导通，电流从A1流向A2。 UA2UA1时，控制极相对于A2加负脉冲， 晶闸管反向导通，电流从A2流向A1。 A1 A2 G 逆导晶闸管 逆导晶闸管（Reverse Conducting Thyristor—RCT） 将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件 具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点 逆导晶闸管的额定电流有两个，一个是晶闸管电流，一个是反并联二极管的电流 图1-11 逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性 a) 电气图形符号 b) 伏安特性 2.7 晶闸管的派生器件 光控晶闸管