晶闸管是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;1957年美国通用电器公司开发出世界上晶闸管产品,并于1958年使其商业化;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个:阳,阴和门;晶闸管工作条件为:加正向电压且门有触发电流;其派生器件有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示(旧标准中用字母“SCR”表示)。晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中晶闸管的伏安特性晶闸管阳极A与阴极K之间的电压与晶闸管阳极电流之间关系称为晶闸管伏安特性,如图2所所示。正向特性位于象限,反向特性位于*三象限。(1) 反向特性当门较G开路,阳极加上反向电压时(见图3),J2结正偏,但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流,当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后,同时J3结也击穿,电流迅速增加,如图2的特性曲线OR段开始弯曲,弯曲处的电压URO称为“反向转折电压”。此后,晶闸管会发生性反向击穿。(2) 正向特性当门较G开路,阳极A加上正向电压时(见图4),J1、J3结正偏,但J2结反偏,这与普通PN结的反向特性相似,也只能流过很小电流,这叫正向阻断状态,当电压增加,如图2的特性曲线OA段开始弯曲,弯曲处的电压UBO称为“正向转折电压”。由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后,J2结发生雪崩倍增效应,在结区产生大量的电子和空穴,电子进入N1区,空穴进入P2区。进入N1区的电子与由P1区通过J1结注入N1区的空穴复合。同样,进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合,雪崩击穿后,进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉。这样,在N1区就有电子积累,在P2区就有空穴积累,结果使P2区的电位升高,N1区的电位下降,J2结变成正偏,只要电流稍有增加,电压便迅速下降,出现所谓负阻特性,见图2中的虚线AB段。这时J1、J2、J3三个结均处于正偏,晶闸管便进入正向导电状态——通态,此时,它的特性与普通的PN结正向特性相似,如图2的BC段。(3) 触发导通在门较G上加入正向电压时(如图5所示),因J3正偏,P2区的空穴进入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。在晶闸管的内部正反馈作用(如图2)的基础上,加上IGT的作用,使晶闸管提前导通,导致图2中的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。晶闸管的工作条件由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化:(1)晶闸管承受反向阳极电压时,无论门较承受何种电压,晶闸管都处于关断状态。(2)晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门较承受正向电压的情况下晶闸管才导通。(3)晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳极电压,无论门较电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门较失去作用。(4)晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。晶闸管的使用注意事项选用可控硅的额定电压时,应参考实际工作条件下的峰值电压的大小,并留出一定的余量。1、选用可控硅的额定电流时,除了考虑通过元件的平均电流外,还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不**过相应电流下的允许值。2、使用可控硅之前,应该用万用表检查可控硅是否良好。发现有短路或断路现象时,应立即更换。3、严禁用兆欧表(即摇表)检查元件的绝缘情况。4、电流为5A以上的可控硅要装散热器,并且保证所规定的冷却条件。为保证散热器与可控硅管心接触良好,它们之间应涂上一薄层**硅油或硅脂,以帮于良好的散热。5、按规定对主电路中的可控硅采用过压及过流保护装置。6、要防止可控硅控制较的正向过载和反向击穿。晶闸管的种类?1, 可关断型晶闸管 KG普通型晶闸管,在控制较G加上正向触发信号普通型晶闸管导通后,控制较G就失去作用,要使普通型晶闸管关断,必须阳极A与阴极K的正向电压为零或加上负电压。而可关断型晶闸管只要在控制较G加上足够大且较宽的负向触发电流,就可以使晶闸管有效关断。用途:一般使用在斩波调速、变频调速、逆变电源及直流控制电路中,如直流负载(继电器线圈、电磁阀、电磁离合器、直流电机)的电源通断、汽车点火器等。2, 双向晶闸管 KS普通型晶闸管,如果在阳极A与阴极K的加上负向电压,即使在控制较G加上正向触发信号,普通型晶闸管也不会导通。而双向晶闸管却能够导通。要使双向晶闸管关断,必须阳极A与阴极K的之间的电压为零。用途:一般使用在交/直流控制电路中,如调压器;逆变器;交/直流负载开关等。3, 逆导晶闸管KN(亦称反向导通晶闸管)在某些应用场合(如逆变器、斩波器等)要求晶闸管阳极A与阴极K端并接反向二极管,而逆导晶闸管正是基于这个要求,在一个硅片材料上,将晶闸管与反向二极管集成在了一起。因而逆导晶闸管具有正向导通可控、反向自然导通且可通过大电流的不可控;具有耐高压、耐高温;关断时间短、通态电压低等优良性能等特点。用途:一般用于开关电源;UPS不间断电源;高压、大功率负载上。如轨道交通的电源。4, 快速晶闸管KK由于在某些应用领域,要求晶闸管能够快速响应及通断功能,而快速晶闸管是在普通晶闸管制作基础上,改变了制作工艺,使得晶闸管在开通与关断时间上大幅缩短,开通时间为8μs左右;关断时间为50μs左右。主电路换向时间小于60ms,同时工作频率也提升至几千HZ。用途:常用于UPS不间断电源;三相变频电源;中频电源;超声波电源;逆变器、斩波器;快速开关,脉宽调制器,多谐振荡器等5,光控晶闸管光控晶闸管是既可利用光源激发导通;也可象普通晶闸管由控制较G触发信号来导通的晶闸管,在结构上有两端(无控制较G)和三端之分。光控制是,其主电路与控制电路在电气上完全绝缘。