晶闸管(可控硅)的结构与工作原理

一、晶闸管的基本结构

晶闸管（Semico ｎdu ｃｔｏｒControll ｅd Rectifi ｅr 简称SCR)是一种四层结构（ＰＮPN ）的大功率半导体器件，它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。它有三个引出电极,即阳极（Ａ）、阴极（K ）和门极（G)。其符号表示法和器件剖面图如图１所示。

图1 符号表示法和器件剖面图

普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散Ｐ型杂质（铝或硼)，形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质（磷或锑)形成阴极,同时在2P 上引出门极，在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。

图2、晶闸管载流子分布

二、晶闸管的伏安特性

晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定

的。通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系,如图3所示。

图3 晶闸管的伏安特性曲线

当晶闸管AK V 加正向电压时,1J 和3J 正偏，2J 反偏,外加电压几乎全部降落在2J 结上，2J 结起到阻断电流的作用。随着AK V 的增大，只要BO AK V V <,通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。当AK V 增大超过BO V 以后，阳极电流突然增大,特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ,器件压降为1V 左右,特性曲线ＣD 段对应的状态称为导通状态。通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态,通常是不用门极信号而是由外部电路控制,即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。

当晶闸管处于断态(BO AK V V <)时，如果使得门极相对于阴极为正,给门极通以电流G I ,那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数，G I 越大，BO V 越小。如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号，器件仍然然导通。

当晶闸管的阳极相对于阴极为负,只要RO AK V V <，A I 很小,且与G I 基本无关。但反向电压很大时(RO AK V V ≈),通过晶闸管的反向漏电流急剧增大，表现出晶闸管击穿，因此称RO V 为反向转折电压和转折电流。

三、晶闸管的静态特性

晶闸管共有3个P Ｎ结，特性曲线可划分为（0~１）阻断区、(1~２）转折区、（2~3)负阻区及(3~４)导通区。如图５所示。

(一）正向工作区

1、正向阻断区(0~１）区域

当ＡＫ之间加正向电压时,1J 和3J 结承受正向电压,而2J 结承受反向电压，外加电压几乎全部落在2J 结身上。反偏2J 结起到阻断电流的作用,这时晶闸管是不导通。

2、雪崩区(1～２也称转折区）

当外加电压上升接近2J 结的雪崩击穿电压2BJ V 时,反偏2J 结空间电荷区宽度扩展的同时，内电场也大大增强,从而引起倍增效应加强。于是,通过2J 结的电流突然增大，并使得流过器件的电流也增大。此时，通过2J 结的电流,由原来的反向电流转变为主要由1J 和3J 结注入的载流子经过基区衰减而在2J 结空间电荷区倍增了的电流,这就是电压增加,电流急剧增加的雪崩区。因此区域发生特性曲线转折,故称转折区。

3、负载区（2～3)

当外加电压大于转折电压时候,2J 结空间电荷区雪崩倍增所产生大量的电子—空穴对,受到反向反向电场的抽取作用，电子进入1N 区，空穴进入2P 区,由于不能很快的复合，所以造成2J 结两侧附近发生载流子积累:空穴在2P 区、电子在1

N

区,补偿离化杂质电荷，使得空间电荷区变窄。由此使得2P 区电位升高、1N 区电位下降,起了抵消外电场作用。随着2J 结上外加电压下降，雪崩倍增效效应也随之减弱。另一方面1J 和3J 结的正向电压却有所增强，注入增加，造成通过2J 结的电流增大,于是出现了电流增加电压减小的负阻现象。

4、低阻通态区（３～４)

如上所述,倍增效应使得2J 结两侧形成电子和空穴的积累,造成2J 结反偏电压减小；同时又使得1J 和3J 结注入增强,电路增大,因而2J 结两侧继续有电荷积累，结电压不断下降。当电压下降到雪崩倍增停止以后,结电压全部被抵销后,2J 结两侧仍有空穴和电子积累,2J 结变为正偏。此时1J 、2J 和3J 结全部正偏，器件可以通过大电流，因为处于低阻通态区。完全导通时,其伏安特性曲线与整流元件相似。

(二)反向工作区(0~5）

器件工作在反向时候,1J 和3J 结反偏，由于重掺杂的3J 结击穿电压很低，1J 结承受了几乎全部的外加电压。器件伏安特性就为反偏二极管的伏安特性曲线。因此，ＰN ＰN 晶闸管存在反向阻断区,而当电压增大到1J 结击穿电压以上，由于雪崩倍增效应，电流急剧增大，此时晶闸管被击穿。

图4 晶闸管的门极电流对电流—电压特性曲线的影响

四、晶闸管的特性方程

一个P ＮP Ｎ四层结构的两端器件,可以看成电流放大系数分别为1α和2α的211P N P 和221N P N 晶体管,其中2J 结为共用集电结,如图6所示。当器件加正向电

压时。正偏1J 结注入空穴经过1N 区的输运，到达集电极结（2J ）空穴电流为A I 1α；而正偏的3J 结注入电子，经过2P 区的输运到达2J 结的电流为K I 2α。由于2J 结处于反向，通过2J 结的电流还包括自身的反向饱和电流CO I 。

由图6可知，通过2J 结的电流为上述三者之和,即

CO K A J I I I I ++=212αα (1)

假定发射效率121==γγ，根据电流连续性原理K A J I I I ==2，所以公式（1)变成：

)

(121αα+-=CO A I I (2) 公式说明,当正向电压小于2J 结的雪崩击穿电压B V ,倍增效应很小,注入电流也很小,所以1α和2α也很小，故有

121<+αα （3）

此时的CO I 也很小。所以1J 和3J 结正偏，所以增加AK V 只能使2J 结反偏压增大，并不能使CO I 及A I 增加很多，因而器件始终处于阻断状态,流过器件的电流与CO I 同一数量级。因此将公式(3）称为阻断条件。

当AK V 增加使得2J 结反偏压增大而发生雪崩倍增时候，假定倍增因子M M M p n ==，则CO I 、1α和2α都将增大M 倍,故（2)变成

)(121αα+-=

M MI I CO A (４) 此时分母变小,A I 将随AK V 的增长而迅速增加,所以当

1)(21=+ααM (５)

便达到雪崩稳定状态极限（BO AK V V =)，电流将趋于无穷大,因此（５）式称为正向转折条件。

准确的转折点条件，是根据特性曲线下降段的起点来标志转折点。在这点

0=A AK dI dV ,022

AK dI V d 现在利用这个特点,由特性曲线方程式（4)推导转折点条件。因为1α和2α是电流的函数，M 是2J V 的函数,可近似用)()(2AK J V M V M =,CO I 为常数，对(4)求导AK

A dV dI ,计算结果是 AK

CO A A A A A A AK A

A AK dV dM I I I dI d I M dI d I M dV dI dI dV )()()(11212211+++-+-==αααααα (6) 由于转折电压低于击穿电压,故AK

dV dM 为一恒定值。分母也为恒定值，由于0=A

AK dI dV ,分子也必须为零,可得到 1)()(2211=+++A

A A A dI d I M dI d I M αααα (７) 根据晶体管直流电压放大系数的定义，

CBO E C I I I +=α (8）

即可得到小信号电流放大系数

E

E E C dI d I dI dI ααα+==

~ (9) 利用公式（9）可把公式(7)变为

1)(2~

~1=+ααM （1０） 即在转折点,倍增因子与小信号~

α之和的乘积刚好为1。PNPN 结构只要满足上式,便具有开关特性,即可以从断态转变成通态。

由于α是随着电流E I 变化的，当A I 增大,1α和2α都随之增大。由此可知,在电流较大时,满足(６）的M 值反而可以减小。这说明A I 增大,AK V 相应减小,这正是图5中曲线（2~3)所示的负阻段。

α既是电流的函数名同时也是集电结电压的函数,当α一定时电流增大则相应的集电结反偏压减小。当电流很大,会出现 121>+αα （6）

根据方程(２)，2J 结提供一个通态电流（0

器件有断态变为通态，关键在于2J 结必须由反偏转为正偏。2J 结反向专为正向的条件是2P 区、1N 区分别应有空穴和电子积累。从图(6)可以看出，2P 区有空穴积累的条件是,1J 结注入并且被2J 收集到2P 区的空穴量A I 1α要大于同K I )1(2α-通过复合而消失的空穴量,即

K A I I )1(21αα-> （7）

因为K A I I =,所以得到121>+αα。只要条件成立,2P 区的空穴积累同样,1N 区电子积累条件为

K A I I )1(12αα-> (8)

故

121>+αα （9）

可见当121>+αα条件满足时候，2P 区电位为正，1N 区电位为负。2J 结变为正偏，器件处于导通状态，所以121>+αα称为导通条件。

五、门极触发原理

如图５-7所示，断态时，晶闸管的1J 和3J 结处于轻微的正偏,2J 结处于反偏，承受几乎全部断态电压。由于受反向2J 结所限，器件只能流过很小的漏电流。若在门极相对于阴极加正向电压G V ,便会有一股与阳极电流同方向的门极电流G I 通过3J 结，于是通过3J 结的电流便不再受反偏2J 结限制。只要改变加在3J 结上的电压,便可以控制3J 结的电流大小。G I 增大时，通过3J 结的电流的电流也随着增大，由此引起2N 区向2P 区注入大量的电子。注入2P 区的电子，一部分与空穴复合，形成门极电流的一部分，另一部分电子在2P 区通过扩散到达2J 结被收集到1N 区，由此引起通过2J 结电子电流增加,2α随之增大。电子被收集到1N 区使得该地区电位下降,从而使得1J 结更加正偏,注入空穴电流增大，于是通过2211N P N P 结构的电流A I 也增大。而1α和2α都是电流的函数,它将随着电流A I 增大而变大。这样,当门极电流G I 足够大时候,就会使得通过器件的电流增大，使得121>+αα条件成立。所以,当加门极信号时候，器件可以在较小的电压下触发导通。G I 越大,导通时候的转折电压就越低，如图4所示。

对于三端晶闸管，如图所示7,通过2J 结的各电流分量之和仍然等于总电流A I ，即

A C I I 11α= （1)

A C I I 22α= (2）

A G K I I I += （3)

CO c c A I I I I ++=21 (4） 将(1）和(３）分别代入（４)有

CO K A A I I I I ++=21αα (5） 当考虑倍增效应情况下，各电流分量经过2J 结空间电荷区后都要增大M 倍，因此

CO K A A MI I M I M I ++=21αα （8）

)

(1)(212ααα+-+=M I I M I G CO A （9） )

(1212ααα+-+=G CO A I I I （当M=1) （10） 这就是晶闸管的特性方程，它表明晶闸管加正向电压时,阳极电流与1α和2α以及G I 和CO I 的关系。

（一）当0=G I 时

特性曲线就变成PNPN 两端器件的特性方程

)

(121αα+-=CO A I I 在没有结作用(021==αα）情况下

CO A I I =

当1α、2α0≠，而121<+αα情况下,0=G I 条件下,电流A I 只比CO I 稍微大一些，因此同样说明阻断特性。故将121<+αα称为阻断条件。

(二）当121=+αα时

当121=+αα时,CO I 必须为零,它是电流连续性的必要条件，意味着2J 结电压02=V ，因为只有此时2J 结本身对电流没有作用,电流特性曲线发生转折。

(三)当0≠G I 时

2α是)(G A I I +的函数,1α是A I 的函数。对于同样的外加电压（即M ）相同，

0≠G I 时的漏电流比0=G I 时的漏电流大。表现在阻断特性上就是G I 越大,曲线越向大电流方向移动。

另一方面,当1)(21→+ααM 时，∞→A I ,器件发生转折。如果电压保持不变(即M 相同),那么可以通过加大门极电流G I 使得)(2G A I I +α变大，直到1)(21→+ααM 发生转折。只要所加的G I 足够大，在电压A V 很低的情况下，同样可以达到转折条件，甚至可以使得阻断曲线完全消失（见图4中的3G I 那条曲线）。

1)(21→+ααM ,∞→A I ,这点标志正向阻断状态的结束，同时又是导通的开始。所以0=A

A dI dV 处为转折点。 (四)当1)(21>+αα时,根据（１9)，2J 结提供了一个通态电流（0

五、晶闸管的特点

从图5我们可以看出晶闸管具有以下特点:

● 晶闸管的基本结构是ＰNPN 结构，四层结构的物理模型是晶闸管工作原理的物理基础。主要特征是，在伏安特性曲线的第一象限内，都具有负阻特性。 ● 晶闸管在正向（第一象限内）工作时，具有稳定的断态和通态，而且可以在断态与通态之间互相转换,它是晶闸管族系的共同特点。处于断态的晶闸管,当加上足够大的触发电流

G I 时（几号安~几百毫安)，器件便会提前转折而导通。器件可以通过(1~１０00A)以上的大电流，正向压降很小，晶闸管导通后,撤去门极电流G I ,器件仍能维持导通状态,直到阳极电流A I 下降到低于H I ,器

件才会重新回到阻断状态。所以晶闸管和一般的整流管不同,它具有“可控”整流的特点。

● 晶闸管由断态转变为通态的触发方式,即可以采用电压转折，也可以用电信号、光信号以及温度变化等方式来实现。因而可利用不同的触发方式制造出使用各种用途的派生器件。

● 在反向工作区(第三象限），除了具有阻断能力外们也可以通过适当的结构设计,使之也能从断态转化通态或反向导通,实现反方向也能导电,如双向、逆导管。

● 与功率开关晶体管相比，晶闸管具有特殊的优点。晶闸管工作时,主电流流通的全过程，控制信号（基极电流)必须维持,使得控制回路消耗较多的功率。而且晶闸管则不同,一旦导通,撤去控制信号,使得控制回路大为简化。由于晶闸

6脉冲12脉冲可控硅整流器原理与区别

6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别 2007-2-8 10:36:00文/厂商稿出处：https://www.wendangku.net/doc/ba14879832.html, 摘要：本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率UPS的整流技术有一个深入全面的剖析。 一、理论推导 1、6脉冲整流器原理： 6脉冲指以6个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。 当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动，假定交流侧电抗为零，直流电感为无穷大，延迟触发角a为零，则交流侧电流傅里叶级数展开为：

(1-1) 由公式（1-1）可得以下结论： 电流中含6K?1（k为正整数）次谐波，即5、7、11、13...等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形2、12脉冲整流器原理： 12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端、增加移

相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。 下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。 12脉冲整流器示意图（由2个6脉冲并联组成） 桥1的网侧电流傅立叶级数展开为： (1-2) 桥II网侧线电压比桥I超前30?，因网侧线电流比桥I超前30? (1-3) 故合成的网侧线电流

(1-4) 可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、...次谐波相互抵消，注入电网的只有12k?1（k为正整数）次谐波，即11、13、23、25等各次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形二、实测数据分析。 以上计算为理想状态，忽略了很多因数，如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角，交流侧电抗等。因此实测值与计算值有一定出入。

PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别和注意事项

PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别和注意事项 PLC的输出电路形式一般分为：继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出三种。弄清这三种输出形式的区别，对于PLC的硬件设计工作非常有必要。下面以三菱PLC为例，简要介绍一下这三种输出电路形式的区别和注意事项，其它公司的PLC输出电路形式也大同小异。 1、晶体管输出电路 晶体管输出电路形式相比于继电器输出响应快（一般在0.2ms以下），适用于要求快速响应的场合；由于晶体管是无机械触点，因此比继电器输出电路形式的寿命长。 晶体管输出型电路的外接电源只能是直接电源，这是其应用局限的一方面。另外，晶体管输出驱动能力要小于继电器输出，允许负载电压一般为DC5V～30V，允许负载电流为0.2A～0.5A。这两点的使用晶体管输出电路形式时要注意。 晶体管输出电路的形式主要有两种：NPN和PNP型集电极开路输出。如下图所示： 图2 NPN集电极开路输出

图3 PNP集电极开路输出 由以上两图可看出这两种晶体管输出电路形式的区别：NPN型集电极开路输出形式的公共端COM只能接外接电源的负极，而PNP型的COM端只能接外接电源的正极。 和继电器输出形式电路一样，在驱动感性负载时也要在负载两端反向并联二极管（二极管的阴极接电源的正极）防止过电压，保护PLC的输出电路。 2、继电器输出电路 这是PLC输出电路常见的一种形式，其电路形式如下图所示。该种输出电路形式外接电源既可以是直流，也可以是交流。 图1 继电器输出 PLC继电器输出电路形式允许负载一般是AC250V/50V以下，负载电流可达2A，容量可达80～100VA （电压×电流），因此，PLC的输出一般不宜直接驱动大电流负载（一般通过一个小负载来驱动大负载，如PLC的输出可以接一个电流比较小的中间继电器，再由中间继电器触点驱动大负载，如接触器线圈等）。 PLC继电器输出电路的形式继电器触点的使用寿命也有限制（一般数十万次左右，根据负载而定，如连接感性负载时的寿命要小于阻性负载）。此外，继电器输出的响应时间也比较慢（10ms）左右，因此，在要求快速响应的场合不适合使用此种类型的电路输出形式（可以根据场合使用下面介绍的两种输出形式）。

单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法

单向可控硅与双向可控硅结构电原理图及测试方法 可控硅的检测 1.单向可控硅的检测 万用表选用电阻R×1档，用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚，此时黑笔接的引脚为控制极G，红笔接的引脚为阴极K，另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A，红表笔仍接阴极K。此时万用表指针应不动。用短接线瞬间短接阳极A和控制极G，此时万用表指针应向右偏转，阻值读数为10欧姆左右。如阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向可控硅已击穿损坏

。 2.双向可控硅的检测 用万用表电阻R×1档，用红黑两表笔分别测任意两引脚正反向电阻，结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时，该组红黑表笔所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G，另一空脚即为第二阳极A2。确定A、G极后，再仔细测量A1、G极间正反向电阻，读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1，红表笔所接引脚为控制极G。将黑表笔接已确定了的第二阳极A2，红表笔接第一阳极A1，此时万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，A2、A1间阻值约为10欧姆左右。随后断开A2、G极短接线，万用表读数应保持10欧姆左右。互换红黑表笔接线，红表笔接第二阳极A2，黑表笔接第一阳极A1。同样万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接，给G极加上负向的触发电

压，A1、A2间阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线，万用表读数应不变，保持10欧姆左右。符合以上规律，说明被测双向可控硅管未损坏且三个引脚极性判断正确。 检测较大功率可控硅管是地，需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池，以提高触发电压。双向可控硅（TRIAC）在控制交流电源控制领域的运用非常广泛，如我们的日光灯调光电路、交流电机转速控制电路等都主要是利用双向可控硅可以双向触发导通的特点来控制交流供电电源的导通相位角，从而达到控制供电电流的大小[1]。然而对其工作原理和结构的描述，以我们可以查悉的资料都只是很浅显地提及，大部分都是对它的外围电路的应用和工作方式、参数的选择等等做了比较多的描述，更进一步的--哪怕是内部方框电路--内容也很难找到。 由于可控硅所有的电子部件是集成在同一硅源之上，我们根本是不可能通过采用类似机械的拆卸手段来观察其内部结构。为了深入了解和运用可控硅，依据现有可查资料所给P 型和N型半导体的分布图，采用分离元器件--三极管、电阻和电容--来设计一款电路，使该电路在PN的连接、分布和履行的功能上完全与双向可控硅类似，从而通过该电路来达到深入解析可控硅和设计实际运用电路的目的。 1 双向可控硅工作原理与特点 从理论上来讲，双向可控硅可以说是有两个反向并列的单向可控硅组成，理解单向可控硅的工作原理是理解双向可控硅工作原理的基础[2-5]。 1.1单向可控硅 单向可控硅也叫晶闸管，其组成结构图如图1-a所示，可以分割成四个硅区P、N、P、N和A、K、G三个接线极。把图一按图1-b 所示切成两半，就很容易理解成如图1-c所示由一个PNP三极管和一个NPN三极管为主组成一个单向可控硅管。

达林顿管和晶闸管的区别

达林顿管和晶闸管的区别 达林顿管的电路结构 1、 概述 达林顿管又称复合三极管。它是将两个三极管适当的连接在一起，以组成一个等效的新的三极管。这个新的三极管就是达林顿三极管。其放大倍数是两者放大倍数的乘ch éng 积j ī 。一般应用于功率放大器、稳压电源电路中。 2、 达林顿管的电路连接 达林顿三极管通常由两个三极管组成，这两个三极管可以是同型号的，也可以是不同型号的；可以是相同功率，也可以是不同功率。无论怎样组合连接，最后所构成的达林顿三极管的放大倍数都是二者放大倍数乘积。 达林顿管电路连接一般有四种接法：即NPN+NPN 、PNP+PNP 、NPN+PNP 、PNP+NPN 。 它们连接如图所示。 图a 、b 所示同极性接法；图c 、d 所示异极性接法。在实示应用中，用得最普遍是前两种同极性接法。通常，图a 接法达林顿三极管叫“NPN 达林顿三极管”；而图b 接法的达林顿三极管称为“PNP 达林顿管”。 两个三极管复合成一个新的达林顿管后，他的三个电极仍然叫： B →基极、 C →集电极、 E →发射极。 达林顿管有一个特点就是两个三极管中，前面三极管的功率一般比后面三极管的要小，前面三极管基极为达林顿管基极，后面三极管射极为达林顿管射极。所以达林顿管在电路中使用方法与单个普通三极管一样，只是放大倍数β是两个三极管放大倍数的乘积。 一、 达林顿管的特点与用途 1、 达林顿管的性能特点 （1） 放大倍数大（可达数百、数千倍）； （2） 驱动能力强； （3） 功率大； （4） 开关速度快； （5） 可做成功率放大模块； （6） 易于集成化。 2、 达林顿管的主要用途 （1） 多用于大负载驱动电路； （2） 多用于音频功率放大器电路； （3） 多用于中、大容量的开关电路； （4） 多用于自动控制电路。 二、 达林顿管典型电路 1、 电子开关电路

晶闸管可控硅的结构与工作原理

一、晶闸管的基本结构 晶闸管（SemiconductorControlled Rectifier 简称SCR ）是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。它有三个引出电极，即阳极（A ）、阴极（K ）和门极（G ）。其符号表示法和器件剖面图如图1所示。 图1 符号表示法和器件剖面图 普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散P 型杂质（铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质（磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极，在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。 图2、晶闸管载流子分布 二、晶闸管的伏安特性 晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定

的。通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系，如图3所示。 图3 晶闸管的伏安特性曲线 当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏，2J 反偏，外加电压几乎全部降落在2J 结上，2J 结起到阻断电流的作用。随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。当AK V 增大超过BO V 以后，阳极电流突然增大，特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为1V 左右，特性曲线CD 段对应的状态称为导通状态。通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。 当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时，如果使得门极相对于阴极为正，给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数，G I 越大，BO V 越小。如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号，器件仍然然导通。 当晶闸管的阳极相对于阴极为负，只要RO AK V V <，A I 很小，且与G I 基本无关。但反向电压很大时（RO AK V V ≈），通过晶闸管的反向漏电流急剧增大，表现出晶闸管击穿，因此称RO V 为反向转折电压和转折电流。

可控硅晶闸管的基础知识

关于可控硅 一、可控硅的概念和结构？ 晶闸管又叫可控硅。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。 二、可控硅的种类 可控硅有多种分类方法。 （一）按关断、导通及控制方式分类：可控硅按其关断、导通及控制方式可分为普通可控硅、双向可控硅、逆导可控硅、门极关断可控硅（GTO）、BTG可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种。 （二）按引脚和极性分类：可控硅按其引脚和极性可分为二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。 （三）按封装形式分类：可控硅按其封装形式可分为金属封装可控硅、塑封可控硅和陶瓷封装可控硅三种类型。其中，金属封装可控硅又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封可控硅又分为带散热片型和不带散热片型两种。 （四）按电流容量分类：可控硅按电流容量可分为大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三种。通常，大功率可控硅多采用金属壳封装，而中、小功率可控硅则多采用塑封或陶瓷封装。 (五）按关断速度分类：可控硅按其关断速度可分为普通可控硅和高频（快速）可控硅。 图2 三、晶闸管的主要工作特性 为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢? 图3 这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。 晶闸管的特点：是“一触即发”。但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加

可控硅模块和固态继电器有什么区别

可控硅和固态继电器的区别是什么 ?

固态继电器只是相当于一个开关,不能调节电流.可控硅能控制其导通角,能调节电流的大小. 固态继电器其实也是以可控硅为主要部件而制作的，所不同的是，固态继电器动作电压与控制电压通过内部电路例如光耦进行分离的，如果你觉的好奇的话我建议你拆一个固态继电器看看内部，如果你稍懂是电路知识，你完全可以按照里面的电路进行自制一个，呵呵！其实也不是难事，只不过少了一个漂亮的外壳罢了！ 可控硅可以是单向的，也可以是双向的，可以过零触发也可以移相触发，固态继电器同样是如此的。所以，他们的用途、形式都有一样类型产品，从这一点上（使用的形式、性质角度）没有区别，因为固态继电器也是可控硅做的（三极管的固态继电器除外）。那么他们的区别到底在那呢？总不会一个东西，两个名字吧？他们的区别就在于，可控硅就是可控硅，固态继电器则是可控硅+同步触发驱动。这就是区别。 现在有一种叫“智能化可控硅模块”，他把可控硅元件、同步触发驱动做在一个模块里了，这种可控硅与固态继电器已经无法区分了。当然，从形状上可以区分。 可控硅的工作原理及基本特性 1、工作原理 可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示 当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流 ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。 由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。 由于可控硅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. 状态条件说明 从关断到导通 1、阳极电位高于是阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流

I T和可控硅区别

IGBT与晶闸管 §1.整流元件（晶闸管） 简单地说：整流器是把单相或三相正弦交流电流通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。其实现条件主要是依靠整流管,晶闸管等元件通过整流来实现.除此之外整流器件还有很多,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管，双向晶闸管，整流模块,功率模块IGBT,SIT,MOSFET等等,这里只探讨晶闸管. 晶闸管又名可控硅,通常人们都叫可控硅.是一种功率半导体器件,由于它效率高,控制特性好,寿命长,体积小等优点,自上个世纪六十长代以来,获得了迅猛发展,并已形成了一门独立的学科.“晶闸管交流技术”。晶闸管发展到今天，在工艺上已经非常成熟，品质更好，成品率大幅提高，并向高压大电流发展。目前国内晶闸管最大额定电流可达5000A，国外更大。我国的韶山电力机车上装载的都是我国自行研制的大功率晶闸管。 晶闸管的应用： 一、可控整流 如同二极管整流一样，可以把交流整流为直流，并且在交流电压不变的情况下，方便地控制直流输出电压的大小即可控整流，实现交流——可变直流 二、交流调压与调功 利用晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波，出现了一种过零触发，实现负载交流功率的无级调节即晶闸管调功器。交流——可变交流。 三、逆变与变频 直流输电：将三相高压交流整流为高压直流，由高压直流远距离输送以减少损耗，增加电力网的稳定，然后由逆变器将直流高压逆变为50HZ三相交流。直流——交流 中频加热和交流电动机的变频调速、串激调速等变频，交流——频率可变交流 四、斩波调压（脉冲调压） 斩波调压是直流——可变直流之间的变换，用在城市电车、电气机车、电瓶搬运

三菱PLC晶体管输出、继电器输出、晶闸管输出的区别

PLC的输出电路形式一般分为：继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出三种。弄清这三种输出形式的区别，对于PLC的硬件设计工作非常有必要。下面以三菱PLC为例，简要介绍一下这三种输出电路形式的区别和注意事项，其它公司的PLC 输出电路形式也大同小异。 晶体管输出电路 晶体管输出电路形式相比于继电器输出响应快（一般在0.2ms以下），适用于要求快速响应的场合；由于晶体管是无机械触点，因此比继电器输出电路形式的寿命长。 晶体管输出型电路的外接电源只能是直流电源，这是其应用局限的一方面。另外，晶体管输出驱动能力要小于继电器输出，允许负载电压一般为DC5V～30V，允许负载电流为0.2A～0.5A。这两点的使用晶体管输出电路形式时要注意。 晶体管输出电路的形式主要有两种：NPN和PNP型集电极开路输出。如下图所示：

由以上两图可看出这两种晶体管输出电路形式的区别：NPN型集电极开路输出形式的公共端COM只能接外接电源的负极，而PNP型的COM端只能接外接电源的正极。 和继电器输出形式电路一样，在驱动感性负载时也要在负载两端反向并联二极管（二极管的阴极接电源的正极）防止过电压，保护PLC的输出电路。 继电器输出电路 这是PLC输出电路常见的一种形式，其电路形式如下图所示。该种输出电路形式外接电源既可以是直流，也可以是交流。

PLC继电器输出电路形式允许负载一般是AC250V/50V以下，负载电流可达2A，容量可达80～100VA（电压×电流），因此，PLC的输出一般不宜直接驱动大电流负载（一般通过一个小负载来驱动大负载，如PLC的输出可以接一个电流比较小的中间继电器，再由中间继电器触点驱动大负载，如接触器线圈等）。 PLC继电器输出电路的形式继电器触点的使用寿命也有限制（一般数十万次左右，根据负载而定，如连接感性负载时的寿命要小于阻性负载）。此外，继电器输出的响应时间也比较慢（10ms）左右，因此，在要求快速响应的场合不适合使用此种类型的电路输出形式（可以根据场合使用下面介绍的两种输出形式）。 当连接感性负载时，为了延长继电器触点的使用寿命，对于外接直流电源时的情况，通常应在负载两端加过电压抑制二极管（如上图中并在外接继电器线圈上的二极管）；对于交流负载，应在负载两端加RC抑制器。 晶闸管输出 晶闸管输出电路双向晶闸管输出电路只能驱动交流负载，响应速度也比继电器输出电路形式要快，寿命要长。其电路形式如下图所示：

三极管与可控硅

三极管的工作原理 三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。 三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。 在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB升高时，IB变大，IC也变大，IC 在集电极电阻RC的压降也越大，所以三极管集电极电压UC会降低，且UB越高，UC就越低，ΔUC=ΔUB。仅供参考，请参考有关书籍。 可控硅也称作晶闸管，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G 。 可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不像继电器那样控制时有火花产生。可控硅动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。 可控硅分为单向的和双向的，符号也不同。单向可控硅有三个PN结，由最外层的P极和N极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的P极引出一个控制极。 单向可控硅有其独特的特性：当阳极接反向电压，或者阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变成导通状态。一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。 双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列（电极引脚向下，面对有字符的一面时）。加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时，就能改变其导通电流的大小。 与单向可控硅的区别是，双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时，其导通方向就随着极性的变化而改变，从而能够控制交流电负载。而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通，所以可控硅有单双向之分。 电子制作中常用可控硅，单向的有MCR－100等，双向的有TLC336. 答案补充

IGBT与晶闸管电气专业--IGBT和可控硅的区别

IGBT与晶闸管电气专业IGBT和可控硅的区别 两者都是开关元件，IGBT驱动功率小而饱和压降低。 前者可高频率开关后者就差劲。 前者价格高。 有待完善.... IGBT的栅极G和发射极E\发射极E ` IGBTIGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。` IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知，若在IGBT的栅极G 和发射极E之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极C与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS 截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极G—发射极E间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。 - 可控硅;阳极A--`控制极G---k

可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP 管和一个NPN管所组成，其等效图解如图所示 当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。 IGBT 可控硅是硅可控整流元件的简称，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大

IGBT与晶闸管

IGBT与晶闸管 两者都是开关元件，IGBT驱动功率小而饱 IGBT的栅极G和发射极E 1.整流元件（晶闸管） 简单地说：整流器是把单相或三相正弦交流电流通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。其实现条件主要是依靠整流管,晶闸管等元件通过整流来实现.除此之外整流器件还有很多,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管，双向晶闸管，整流模块,功率模块IGBT,SIT,MOSFET 等等,这里只探讨晶闸管. 晶闸管又名可控硅,通常人们都叫可控硅.是一种功率半导体器件,由于它效率高,控制特性好,寿命长,体积小等优点,自上个世纪六十长代以来,获得了迅猛发展,并已形成了一门独立的学科.“晶闸管交流技术”。晶闸管发展到今天，在工艺上已经非常成熟，品质更好，成品率大幅提高，并向高压大电流发展。目前国内晶闸管最大额定电流可达5000A，国外更大。我国的韶山电力机车上装载的都是我国自行研制的大功率晶闸管。 晶闸管的应用： 一、可控整流 如同二极管整流一样，可以把交流整流为直流，并且在交流电压不变的情况下，方便地控制直流输出电压的大小即可控整流，实现交流——可变直流 二、交流调压与调功 利用晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波，出现了一种过零触发，实现负载交流功率的无级调节即晶闸管调功器。交流——可变交流。 三、逆变与变频直流输电：将三相高压交流整流为高压直流，由高压直流远距离输送以减少损耗，增加电力网的稳定，然后由逆变器将直流高压逆变为50HZ三相交流。直流——交流 中频加热和交流电动机的变频调速、串激调速等变频，交流——频率可变交流四、斩波调压（脉冲调压） 斩波调压是直流——可变直流之间的变换，用在城市电车、电气机车、电瓶搬运 车、铲车（叉车）、电气汽车等，高频电源用于电火花加工。五、无触点功率静态开关（固态开关） 作为功率开关元件，代替接触器、继电器用于开关频率很高的场合晶闸管导通条件: 晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当正向门极电压，使晶闸管导通过程称为触发。晶闸管一旦触发导通后，门极就对它失去控制作用，通常在门极上只要加上一个正向脉冲电压即可，称为触发电压。门极在一定条件下可以触发晶闸管导通，但无法使其关断。要使导通的晶闸管恢复阻断，可降低阳极电压，或增大负载电阻，使流过晶闸管的阳极电流减小至维持电流（IH）（当门极断开时，晶闸管从较大的通态电流降至刚好能保持晶闸管导通所需的最小阳极电流叫维持电流），电流会突然降到零，之后再提高电压或减小负载电阻，电流不会再增大，说明晶闸管已恢复阻断。 根据晶闸管阳极伏安特性，可以总结出： 1．门极断开时，晶闸管的正向漏电流比一般硅二极管反向漏电流大，且随着管子正向阳极电压升高而增大。当阳极电压升到足够大时，会使晶闸管导通，称为正向转折或“硬开通”。多次硬开通会损坏管子。 2．晶闸管加上正向阳极电压后，还必须加上触发电压，并产生足够的触发电流，才能使晶闸管从阻断转为导通。触发电流不够时，管子不会导通，但此时正向漏电流随着增大而显著

一文了解可控硅与晶闸管的区别

一文了解可控硅与晶闸管的区别 可控硅 可控硅(Silicon Controlled Recfier) 简称SCR，是一种大功率电器元件，也称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。 可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制极G决定。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。这种装置的优点是控制电路简单，没有反向耐压问题，因此特别适合做交流无触点开关使用。 工作原理 结构原件 可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如右图所示。双向可控硅：双向可控硅是一种硅可控整流器件，也称作双向晶闸管。这种器件在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，具有无火花、动作快、寿命长、可靠性高以及简化电路结构等优点。从外表上看，双向可控硅和普通可控硅很相似，也有三个电极。 但是，它除了其中一个电极G仍叫做控制极外，另外两个电极通常却不再叫做阳极和阴极，而统称为主电极Tl和T2。它的符号也和普通可控硅不同，是把两个可控硅反接在一起画成的，如图2所示。它的型号，在我国一般用“3CTS”或“KS”表示;国外的资料也有用“TRIAC”来表示的。双向可控硅的规格、型号、外形以及电极引脚排列依生产厂家不同而有所不同，但其电极引脚多数是按T1、T2、G的顾序从左至右排列(观察时，电极引脚向下，面对标有字符的一面)。 晶闸管

晶闸管和IGBT有什么区别

晶闸管和IGBT有什么区别？ 功率晶闸管（SCR）在过去相当一段时间里，几乎是能够承受高电压和大电流的唯一半导体器件。因此，针对SCR的不足，人们又研制开发出了门极关断晶闸管（GTO）。用GTO 晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果，但其关断控制较易失败，仍较复杂，工作频率也不够高。几乎与此同时，电力晶体管（GTR）迅速发展了起来。 绝缘栅双极晶体管IGBT是MOSFET和GTR相结合的产物。其主体部分与晶体管相同，也有集电极和发射极，但驱动部分却和场效应晶体管相同，是绝缘栅结构。IGBT的工作特点是，控制部分与场效应晶体管相同，控制信号为电压信号 UGE，输人阻抗很高，栅极电流I G≈0，故驱动功率很小。而其主电路部分则与GTR相同，工作电流为集电极电流，工作频率可达20kHz。由IGBT作为逆变器件的变频器载波频率一般都在10kHz以上，故电动机的电流波形比较平滑，基本无电磁噪声。 虽然硅双极型及场控型功率器件的研究已趋成熟，但是它们的性能仍待提高和改善，而1996年出现的集成门极换流晶闸管（IGCT）有迅速取代 GTO的趋势。 集成门极换流晶闸管（IGCT）是将门极驱动电路与门极换流晶闸管GCT集成于一个整体形成的器件。门极换流晶闸管GCT是基于GTO结构的一个新型电力半导体器件，它不仅与GTO有相同的高阻断能力和低通态压降，而且有与IGBT相同的开关性能，兼有GTO和IGBT之所长，是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件。IGCT芯片在不串不并的情况下，二电平逆变器容量0.5～3MVA，三电平逆变器1～6MVA；若反向二极管分离，不与IGCT 集成在一起，二电平逆变器容量可扩至4. 5MVA，三电平扩至9MVA。目前IGCT已经商品化，ABB公司制造的IGCT产品的最高性能参数为 4.5kV／4kA，最高研制水平为6kV/4kA[1]。1998 年，日本三菱公司也开发了直径为88mm的6kV/4kA的GCT晶闸管。 随着电力电子器件的发展。特别是VDMOS管(垂直沟道MOS管，也可称功率场效应管)和IGBT(隔离栅双极晶体管)的发展和成熟，使得采用开关式发生器成为可能，实际上开关型发生器的发展是开关电源的成果之一，下面着重讨论晶体管开关型发生器． 开关型发生器的原理是通过调节开关管的占空比(或导道与截止时间)采控制输出的功率。由于晶体管在截止和饱和导通时的功耗很小，因此这种开关型发生器的特点是： (1)功耗低，效率高：开关管在开关瞬时的功耗较大，但时间很短，在截止或导道时的功耗很小．时间较长，因此总的功耗较小，而且基本恒定．最高效率可以达到90％以上． {2)体积小．重量轻：由于效率高，功耗低．使得散热要求较低，而且各个开关管可以推动的功率较大，加上直流电源直接变换使用，不需电源变压器降压，因此它的体积较小，重量轻，单位功率所占的体积和重量值较小． (3)可靠性好．与微处理器等配合较容易，电子器件在工作时的温升较低，工作就可靠，加上全数字(开关)输出，可用微处理器直接控制．

大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别

大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别 产品部 (2007-02-06 15:05:44) 摘要：本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细 6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率UPS 的整流技术有一个深入全面的剖析。 一、理论推导 1、6脉冲整流器原理： 6脉冲指以6个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。 当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动，假定交流侧电抗为零，直流电感为无穷大，延迟触发角a 为零，则交流侧电流傅里叶级数展开为： (1-1) 由公式（1-1）可得以下结论： 电流中含6K?1（k 为正整数）次谐波，即5、7、11、13...等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形 2、12脉冲整流器原理： 12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。 下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。 12脉冲整流器示意图（由2个6脉冲并联组成） 桥1的网侧电流傅立叶级数展开为： (1-2) 桥II网侧线电压比桥I超前30?，因网侧线电流比桥I超前30?

(1-3) 故合成的网侧线电流 (1-4) 可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、...次谐波相互抵消，注入电网的只有12k?1（k 为正整数）次谐波，即11、13、23、25等各次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形 二、实测数据分析。 以上计算为理想状态，忽略了很多因数，如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角，交流侧电抗等。因此实测值与计算值有一定出入。 理论计算谐波表：

如何区别单向和双向可控硅呢

如何区别单向和双向可控硅呢？ 单向可控硅和双向可控硅，都是三个电极。单向可控硅有阴极（K）、阳极（A）、控制极（G）。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称T2极，其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称T2极，剩下则为控制极（G）。 1、单、双向可控硅的判别：先任测两个极，若正、反测指针均不动（R×1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是T 2、T1或T2、G极（对双向可控硅）。若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为G极，黑笔所接为T1极，余下是T2极。 2、性能的差别：将旋钮拨至R×1挡，对于1~6A单向可控硅，红笔接K 极，黑笔同时接通G、A极，在保持黑笔不脱离A极状态下断开G极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发，且触发电压低（或触发电流小）。然后瞬时断开A极再接通，指针应退回∞位置，则表明可控硅良好。 对于1~6A双向可控硅，红笔接T1极，黑笔同时接G、T2极，在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极，指针应指示为几十至一百多欧（视可控硅电流大小、厂家不同而异）。然后将两笔对调，重复上述步骤测一次，指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧，则表明可控硅良好，且触发电压（或电流）小。 若保持接通A极或T2极时断开G极，指针立即退回∞位置，则说明可控硅

触发电流太大或损坏。可按图2方法进一步测量，对于单向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K灯仍不息灭，否则说明可控硅损坏。 对于双向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K，灯应不息灭。然后将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。否则说明该器件已损坏。

可控硅和固态继电器的区别

可控硅和固态继电器的区别是什么 ? 固态继电器只是相当于一个开关,不能调节电流.可控硅能控制其导通角,能调节电流的大小. 固态继电器其实也是以可控硅为主要部件而制作的，所不同的是，固态继电器动作电压与控制电压通过内部电路例如光耦进行分离的，如果你觉的好奇的话我建议你拆一个固态继电器看看内部，如果你稍懂是电路知识，你完全可以按照里面的电路进行自制一个，呵呵！其实也不是难事，只不过少了一个漂亮的外壳罢了！ 可控硅可以是单向的，也可以是双向的，可以过零触发也可以移相触发，固态继电器同样是如此的。所以，他们的用途、形式都有一样类型产品，从这一点上（使用的形式、性质角度）没有区别，因为固态继电器也是可控硅做的（三极管的固态继电器除外）。那么他们的区别到底在那呢？总不会一个东西，两个名字吧？他们的区别就在于，可控硅就是可控硅，固态继电器则是可控硅+同步触发驱动。这就是区别。 现在有一种叫“智能化可控硅模块”，他把可控硅元件、同步触发驱动做在一个模块里了，这种可控硅与固态继电器已经无法区分了。当然，从形状上可以区分。 可控硅的工作原理及基本特性 1、工作原理 可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示 当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流 ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。 由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。 由于可控硅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. 状态条件说明

晶闸管调功器和可控硅调压器的区别

晶闸管调功器和可控硅调压器的区别 富安时调功器他是有触发板和模块，风机和散热器组合而成.调压器是有调压器触发控制板和可控硅，散热器和风机组成。 可控硅也称作晶闸管,它是由PNPN四层半导体构成的元件,有三个电极、阳极A、阴极K和控制极G. 富安时可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好.在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影. 可控硅分为单向的和双向的,符号也不同.单向可控硅有三个PN结,由最外层的P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的P极引出一个控制极.

单向可控硅有其独特的特性:当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态.一旦导通,控制电压便失去了对它的控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压的极性如何,将一直处于导通状态.要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向. 富安时双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列(电极引脚向下,面对有字符的一面时).加在控制极G 上的触发脉冲的大小或时间改变时,就能改变其导通电流的大小.

与单向可控硅的区别是,双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时,其导通方向就随着极性的变化而改变,从而能够控制交流电负载.而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通,所以可控硅有单双向之分. 电子制作中常用可控硅,单向的有MCR-100等,双向的有TLC336等 双向可控硅 按象限来分,又分为四象三端双向可控硅、三象限双向可控硅; 按封装分:分为一般半塑封装,外绝缘式全塑封装; 按触发电流来分:分为微触型、高灵敏度型、标准触发型;

晶闸管(可控硅)知识

怎样用数字万用表判断单向晶闸管的极性 单项晶闸管分为PNPN和NPNP两种，各有三个管脚分别为阳极、控制极、阴极！用数字式万用表的晶体管档（两个表笔接到一块会响那个档），PNPN型：用万用表分别测这三个管脚（要正反各一次，也就是说一个管最多测六次），其中这六次只有一次有数值，当显示器上有数值时红表笔（正极）接控制极，黑表（负极）笔接阴极，另外一个管脚就是阳极！NPNP型管与此步骤相同，只不过最后红表笔接阴极，黑表笔接控制极！ 一、可控硅符号与性能介绍 可控硅符号： 可控硅也称作晶闸管，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G。 可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。 可控硅分为单向的和双向的，符号也不同。单向可控硅有三个PN结，由最外层的P极和N极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的P极引出一个控制极。 单向可控硅有其独特的特性：当阳极接反向电压，或者阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变成导通状态。一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。 双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列（电极引脚向下，面对有字符的一面时）。加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时，就能改变其导通电流的大小。 与单向可控硅的区别是，双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时，其导通方向就随着极性的变化而改变，从而能够控制交流电负载。而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通，所以可控硅有单双向之分。