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普通晶闸管结构和工作原理

 陸号鱼 2017-06-20

 

 

普通晶闸管结构和工作原理

 

 

 

 

   普通晶闸管有螺栓形和平板形,其外形如图1-6所示.晶闸管的内部结构如图1-7所示。

 

 


普通晶闸管结构和工作原理-图1(a)普通晶闸管结构和工作原理-图1普通晶闸管结构和工作原理-图2(b)普通晶闸管结构和工作原理-图2 

(a)螺旋形(b)平板型

 

 

图1-6晶闸管外形

 

 

普通晶闸管结构和工作原理-图3
普通晶闸管结构和工作原理-图3
 

1-金锑片 1’=烧铝点2—金.硼.钯片
2’一蒸铝或蒸金3一扩散后硅片4—铝片5—下铝片

 

 

    其内部由四层P1N1P2N2半导体缉成,阳极A接P1层,阴极K接N2层,门极G接P2层。

 

 

    晶闸管的导通条件是阳极电位比阴极电位高,同时在门极加上触发脉冲信号,两条件缺一不可。一旦导通,电流只能单方向由阳极流进,阴极流出。导通后即使去掉门极触发信号,晶闸管还是继续导通并不关断,要使晶闸管关断,有两种方法:一是给晶闸管加反向电压,使阴极电位高于阳极电位,二是减小流过晶闸管的电流,使其电流小于维持电流IH时即可关断。

 

 

    晶闸管所以有这样的导通和关断特性,与其原理,结构有关。如图l-8a所示,晶闸管是由四层PNPN半导体形成三个PN结J,、J2, J3,加正向电压时J2结起阻挡作用而不能导通,加反向电压时又两个PN结起阻挡作用,也不能导通。

 

 

    如图1-8b所示,可以把晶闸管看成两个晶体管互联,如图1-8c所示,给门极注入触发电流IR将形成强烈的正反馈,使两管饱和导通。正反馈过程是

Ig↗→IC2↑→Ia↑→IC1↗→Ig↗
电流放大系数
a1=IC1Ia,a2=IC2/IK
设J2结漏电流为IC0则有

Ia=IC1+IC2+IC0+

=a1Ia+a2IK+IC0 (1-9)

 

如n极输入触发电流Is,则阴极电流IK=Ia+Ig代入式(1-9)整理得

 

 

普通晶闸管结构和工作原理-图4
普通晶闸管结构和工作原理-图4
 

(1-10)

 

 

普通晶闸管结构和工作原理-图5
普通晶闸管结构和工作原理-图5
 

图1-8晶闸管工作原理图(图改)

 

 

   晶体管的电流放大系数a1随着发射极电流变化而变化,即发射极电流较小时a小,发射极电流增大时,a显著增大。如图1-9所示,当a1+a2增大到1时,式(1-9)中Ia急剧增大到不可控的程度,而由晶闸管电路中外加电压和负载电阻所决定。IR等于零,甚至变负也不能改变导通状态。要想使晶闸管关断,可以将外加电压降低,或者增大回路电阻,使电流减小到维持电流IH(约几十毫安)以下,a1,a2迅速下降,晶闸管就恢复到阻断状态。

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