晶閘管及其應用

晶閘管的結構及特性

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一、晶閘管外形與符號：

圖5.1.1 符 號

圖5.1.2 晶閘管導通實驗電路圖

為了說明晶閘管的導電原理，可按圖5.1.2所示的電路做一個簡單的實驗。

(1)晶閘管陽極接直流電源的正端，陰極經燈泡接電源的負端，此時晶閘管承受正向電壓。控制極電路中開關S斷開(不加電壓)，如圖5.1.2(a)所示，這時燈不亮，說明晶閘管不導通。

(2)晶閘管的陽極和陰極間加正向電壓，控制極相對於陰極也加正向電壓，如圖5.1.2(b)所示.這時燈亮，說明晶閘管導通。

(3)晶閘管導通後，如果去掉控制極上的電壓，即將圖5.1.2(b)中的開關S斷開，燈仍然亮，這表明晶閘管繼續導通，即晶閘管一旦導通後，控制極就失去了控制作用。

(4)晶閘管的陽極和陰極間加反向電壓如圖5.1.2(C)，無論控制極加不加電壓，燈都不亮，晶閘管截止。

(5)如果控制極加反向電壓，晶閘管陽極迴路無論加正向電壓還是反向電壓，晶閘管都不導通。

從上述實驗可以看出，晶閘管導通必須同時具備兩個條件：

(1) 晶閘管陽極電路加正向電壓;

(2) 控制極電路加適當的正向電壓(實際工作中,控制極加正觸發脈衝信號)。

圖5.1.3 晶閘管的伏安特性曲線

二、伏安特性

晶閘管的導通和截止這兩個工作狀態是由陽極電壓U、陽極電流I及控制極電流IG決定的，而這幾個量又是互相有聯繫的。在實際應用上常用實驗曲線來表示它們之間的關係，這就是晶閘管的伏安特性曲線。圖5.1.3所示的伏安特性曲線是在IG=0的條件下作出的。

當晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓時，由於控制極未加電壓，晶閘管內只有很小的電流流過，這個電流稱為正向漏電流。這時，晶閘管陽極和陰極之間表現出很大的內阻，處於阻斷(截止)狀態，如圖5.1.3第一象限中曲線的下部所示。當正向電壓增加到某一數值時，漏電流突然增大，晶閘管由阻斷狀態突然導通。晶閘管導通後，就可以通過很大電流，而它本身的管壓降只有1V左右，因此特性曲線靠近縱軸而且陡直。晶閘管由阻斷狀態轉為導通狀態所對應的電壓稱為正向轉折電壓UBO。在晶閘管導通後，若減小正向電壓，正向電流就逐漸減小。當電流小到某一數值時，晶閘管又從導通狀態轉為阻斷狀態，這時所對應的最小電流稱為維持電流IH。

當晶閘管的陽極和陰極之間加反向電壓時(控制極仍不加電壓)，其伏安特性與二極體類似，電流也很小，稱為反向漏電流。當反向電壓增加到某一數值時，反向漏電流急劇增大，使晶閘管反嚮導通，這時所對應的電壓稱為反向轉折電壓UBR。

從圖5.1.3的晶閘管的正向伏安特性曲線可見，當陽極正向電壓高於轉折電壓時元件將導通。但是這種導通方法很容易造成晶閘管的不可恢復性擊穿而使元件損壞，在正常工作時是不採用的。晶閘管的正常導通受控制極電流IG的控制。為了正確使用晶閘管，必須了解其控制極特性。

當控制極加正向電壓時，控制極電路就有電流IG，晶閘管就容易導通，其正向轉折電壓降低，特性曲線左移。控制極電流愈大，正向轉折電壓愈低，如圖5.1.4所示。

實際規定，當晶閘管的陽極與陰極之間加上6V直流電壓，能使元件導通的控制極最小電流(電壓)稱為觸發電流(電壓)。由於製造工藝上的問題，同一型號的晶閘管的觸發電壓和觸發電流也不盡相同。如果觸發電壓太低，則晶閘管容易受幹擾電壓的作用而造成誤觸發;如果太高，又會造成觸發電路設計上的困難。因此，規定了在常溫下各種規格的晶閘管的觸發電壓和觸發電流的範圍。例如對KP50型 的晶閘管，觸發電壓和觸發電流分別為≤3.5V和8~150mA。

圖5.1.4 控制極電流對