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晶闸管的结构以及工作原理

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一、晶闸管得基本结构晶闸管(S e miconducto r Contro l l e d R e ct ifier 简称 S C R)就是一种四层结构(PNPN)得大功率半导体器件,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)与门极(G)。其符号表示法与器件剖面图如图1所示。图 1 符号表示法与器件剖面图普通晶闸管就是在 N 型硅片中双向扩散 P 型杂质(铝或硼),形成结构,然后在得大部分区域扩散 N 型杂质(磷或锑)形成阴极,同时在上引出门极,在区域形成欧姆接触作为阳极.图 2、晶闸管载流子分布二、晶闸管得伏安特性晶闸管导通与关断两个状态就是由阳极电压、阳极电流与门极电流共同决定得。通常用伏安特性曲线来描述它们之间得关系,如图 3 所示。图3 晶闸管得伏安特性曲线当晶闸管加正向电压时,与正偏,反偏,外加电压几乎全部降落在结上,结起到阻断电流得作用。随着得增大,只要,通过阳极电流都很小,因而称此区域为正向阻断状态。当增大超过以后,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得通态电流,器件压降为 1 V左右,特性曲线 C D段对应得状态称为导通状态。通常将及其所对应得称之为正向转折电压与转折电流。晶闸管导通后能自身维持同态,从通态转换到断态,通常就是不用门极信号而就是由外部电路控制,即只有当电流小到称为维持电流得某一临界值以下,器件才能被关断.当晶闸管处于断态()时,假如使得门极相对于阴极为正,给门极通以电流,那么晶闸管将在较低得电压下转折导通。转折电压以及转折电流都就是得函数,越大,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。当晶闸管得阳极相对于阴极为负,只要,很小,且与基本无关.但反向电压很大时(),通过晶闸管得反向漏电流急剧增大,表现出晶闸管击穿,因此称为反向转折电压与转折电流。三、晶闸管得静态特性晶闸管共有 3 个 PN 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A K 之间加正向电压时,与结承受正向电压,而结承受反向电压,外加电压几乎全部落在结身上。反偏结起到阻断电流得作用,这时晶闸管就是不导通。2、雪崩区(1~2也称转折区) 当外加电压上升接近结得雪崩击穿电压时,反偏结空间电荷区宽度扩展得同时,内电场也大大增强,从而引起倍增效应加强。于就是,通过结...

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