电力晶体管与晶闸管.pptVIP

第一章：电力二极管和晶闸管 第一节 电力二极管 第二节 晶闸管 第三节 双向晶闸管及其他派生晶闸管 本章小节 第一章 电力二极管和晶闸管 电力二极管是指可以承受高电压大电流具有较大耗散功率的二极管，它与其它电力电子部件相配合组成各种变流电路，在整流、续流、钳位以及隔离等场合发挥重要作用。 晶闸管是晶体闸流管的简称，曾称为可控硅（SCR）。晶闸管具有体积小、重量轻、损耗小、控制特性好等特点。 晶闸管的派生器件有：双向晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管、逆导晶闸管及光控晶闸管等。 第一节 电力二极管 1、结构 电力二极管 有 一个结面积大一些的PN结 ，两个引出级：阳极A和阴极K。 外形结构有螺旋式和平板式。螺旋式二极管的阳极紧栓在散热器上，平板式二极管分为风冷和水冷，它的阳极和阴极分别由两个彼此绝缘的散热器紧紧夹住。 电力二极管的阳极与阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系。 二、主要参数 1、正向平均电流（额定电流）IF 在规定的环境温度为40℃和标准散热条件下，元件PN结温度稳定且不超过140℃时，所允许的长时间连续流过50Hz正弦半波的电流平均值，将此电流值取规定系列的电流等级，即为元件的额定电流。 2、反向重复峰值电压URRM在额定结温条件下，取元件反向伏安特性不重复峰值电压值URSM的80%称为反向重复峰值电压。将URRM值取规定的电压等级就是该元件的额定电压。 3、正向平均电压UF在规定环境温度40℃和标准散热条件下，元件通过50Hz正弦半波额定正向平均电流时，元件阳极和阴极之间的电压平均值，取规定系列组别，称为正向平均电压，简称管压降，一般在0.45~1V范围内。 三、选择原则 1、选择额定正向平均电流的原则 在规定的室温和冷却条件下， （管子额定电流有效值） （管子在电路中可能流过的最大电流有效值）。考虑1.5~2倍裕量，另外，正弦半波电流有效值是平均值的1.57倍，所以 2、选择额定电压的原则 3、电力二极管使用注意事项 （1）必须保证规定的冷却条件。 （2）平板型元件的散热器一般不应自行拆装。 （3）如不能满足规定的冷却条件，必须降低容量使用，如规定风冷元件使用在自冷时，只允许用到额定电流的三分之一左右。 （4）严禁用兆欧表检查元件的绝缘情况。如需检查整机的耐压时，应将原件短接。 （1） 普通二极管（General Purpose Diode） 又称整流二极管（Rectifier Diode） 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路 其反向恢复时间较长 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高 第二节 晶 闸 管 晶闸管(Thyristor)就是硅晶体闸流管，普通晶闸管也称为可控硅SCR，普通晶闸管是一种具有开关作用的大功率半导体器件。 从1957年美国研制出第一只普通晶闸管以来，至今已形成了从低压小电流到高压大电流的系列产品 ； 晶闸管作为大功率的半导体器件，只需用几十至几百毫安的电流，就可以控制几百至几千安培的大电流，实现了弱电对强电的控制 ； 晶闸管具有体积小、重量轻、损耗小、控制特性好等优点，曾经在许多领域中得到了广泛的应用。 一、晶闸管的结构 晶闸管的常见封装外形有螺栓型、平板型、塑封型； 晶闸管具有四层PNPN结构，引出阳极A、阴极K和门极G三个联接端； 晶闸管对于螺栓型封装，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。 晶闸管的管耗和散热： 管耗＝流过器件的电流×器件两端的电压 管耗将产生热量，使管芯温度升高。如果超过允许值，将损坏器件，所以必须进行散热和冷却。 冷却方式：自然冷却（散热片）、风冷（风扇）、水冷 散热器 常用晶闸管的结构 二、晶闸管的导通和关断条件 〔简单描述〕晶闸管SCR相当于一个半可控的、可开不可关的单向开关。 晶闸管导通关断实验 导通和关断条件 从实验结果我们可以如下结论： 1．晶闸管导通的条件：阳极加正向电压，同时门极加合适的正向触发电压。 晶闸管关断的条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流或突加反向电压。 2．晶闸管具有单向导电性 3．晶闸管属于半控型半导体器件，门极可以触发导通晶闸管，但是不能使其关断 三、晶闸管的工作原理分析 四、晶闸管的阳极伏安特性 晶闸管的阳极与阴极间的电压和阳极电流之间的关系，称为阳极伏安特性。（见图1-5） 四、晶闸管的阳极伏安特性 1) 正向特性 IG=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Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。 随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。 四、晶闸管的阳极伏安特性 1) 正向特性 导通后的晶闸管特性和二极