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飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:43:14

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晶闸管及其分类

晶闸管是晶体闸流管(Thyristor)的简称，谷称可控硅，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。
一、晶闸管的种类
晶闸管有多种分类方法。
（一）按关断、导通及控制方式分类
晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。
（二）按引脚和极性分类
晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。
（三）按封装形式分类
晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管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
晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。
（五）按关断速度分类
晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。
图8-1是晶闸管的分类图，图8-2是晶闸管的外形，图8-3是晶闸管的电路图形符号。

飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:43:50

晶闸管的结构及性能特点1
（一）普通晶闸管
普通晶闸管（SCR）是由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件，三个引出端分另为阳有A、阴极K和门极G、图8-4是其电路图形符号。

普通晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能，其内部可以等效为由一只PNP晶闸管和一只NPN晶闸管组成的组合管，如图8-5所示。

当晶闸管反向连接（即A极接电源负端，K极接电源正端）时，无论门极G所加电压是什么极性，晶闸管均处于阻断状态。当晶闸管正向连接（即A极接电源正端，K极接电源负端）时，若门极G所加触发电压为负时，则晶闸管也不导通，只有其门极G加上适当的正向触发电压时，晶闸管才能由阻断状态变为导通状态。此时，晶闸管阳极A极与阴极K极之间呈低阻导通状态，A、K极之间压降约为1V。
普通晶闸管受触发导通后，其门极G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，晶闸管将维持低阻导通状态。只有把阳极A电压撤除或阳极A、阴极K之间电压极性发生改变（如交流过零）时，普通晶闸管才由低阻导通状态转换为高阻阻断状态。普通晶闸管一旦阻断，即使其阳极A与阴极K之间又重新加上正向电压，仍需在门极G和阴极K之间重新加上正向触发电压后方可导通。
普通晶闸管的导通与阻断状态相当于开关的闭合和断开状态，用它可以制成无触点电子开关，去控制直流电源电路。
（二）双向晶闸管
双向晶闸管（TRIAC）是由NPNPN五层半导体材料构成的，相当于两只普通晶闸管反相并联，它也有三个电极，分别是主电极T1、主电极T2和门极G。图8-6是双向晶闸管的结构和等效电路，图8-7是其电路图形符号。

双向晶闸管可以双向导通，即门极加上正或负的触发电压，均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。图8-8是其触发状态。

当门极G和主电极T2相对于主电极T1的电压为正（VT2＞VT1、VG＞VT1）或门极G和主电极T1相对于主电极T2的电压为负（VT1＜VT2、VG＜VT2）时，晶闸管的导通方向为T2→T1此时T2为阳极，T1为阴极。
当门极G和主电极T1相对于主电极T2为正（VT1＞VT2、VG＞VT2）或门极G和主电极T2相对于主电极T1为负（VT2＜VT1、VG＜VT1）时，则晶闸管的导通方向为T1→T2，此时T1为阳极，T2为阴极。
双向晶闸管的主电极T1与主电极T2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要门极G和主电极T1（或T2）间加有正、负极性不同的触发电压，满足其必须的触发电流，晶闸管即可触发导通呈低阻状态。此时，主电极T1、T2间压降约为1V左右。
双向晶闸管一旦导通，即使失去触发电压，也能继续维持导通状态。当主电极T1、T2电流减小至维持电流以下或T1、T2间电压改变极性，且无触发电压时，双向晶闸管阻断，只有重新施加触发电压，才能再次导通。

飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:44:03

晶闸管的结构及性能特点2
（一）晶体管的结构特性
1．晶体管的结构
晶体管内部由两PN结构成，其三个电极分别为集电极（用字母C或c表示），基极（用字母B或b表示）和发射极（用字母E或e表示）。如图5-4所示，晶体管的两个PN结分别称为集电结（C、B极之间）和发射结（B、E极之间），发射结与集电结之间为基区。

根据结构不同，晶体管可分为PNP型和NPN型两类。在电路图形符号上可以看出两种类型晶体管的发射极箭头（代表集电极电流的方向）不同。PNP型晶体管的发射极箭头朝内，NPN型晶体管的发射极箭头朝外。
2．三极管各个电极的作用及电流分配晶体管三个电极的电极的作用如下：
发射极（E极）用来发射电子；
基极（B极）用来控制E极发射电子的数量；
集电极（C极）用业收集电子。
晶体管的发射极电流IE与基极电流IB、集电极电流IC之间的关系如下：IE=IB+IC
3．晶体管的工作条件
晶体管属于电流控制型半导体器件，其放大特性主要是指电流放大能力。所谓放大，是指当晶体管的基极电流发生变化时，其集电极电流将发生更大的变化或在晶体管具备了工作条件后，若从基极加入一个较小的信号，则其集电极将会输出一个较大的信号。
晶体管的基本工作条件是发射结（B、E极之间）要加上较低的正向电压（即正向偏置电压），集电结（B、C极之间）要加上较高的反向电压（即反向偏置电压）。晶体管各极所加电压的极性见图5-5。

晶体管发射结的正向偏置电压约等于PN结电压，即硅管为0.6~0.7V，锗管为0.2~0.3V。集电结的反向偏置电压视具体型号而定。
4．晶体管的工作状态
晶体管有截止、导通和饱和三种状态。
在晶体管不具备工作条件时，它处截止状态，内阻很大，各极电流几乎为0。
当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时，晶体管导通，其内阻变小，各电极均有工作电流产生（IE=IB+IC）。适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流IB增大时，集电极电流IC和发射极电流IE也会随之增大。
当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值（硅管等于或略高于0.7V，锗管等于或略高于0.3V0时，晶体管将从导通放大状态进入饱和状态，此时集电极电流IC将处于较大的恒定状态，且已不受基极电流IB控制。晶体管的导通内阻很小（相当于开关被接通），集电极与发射极之间的电压低于发射结电压，集电结也由反偏状态变为正偏状态。

飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:44:05

晶闸管的结构及性能特点2
（一）晶体管的结构特性
1．晶体管的结构
晶体管内部由两PN结构成，其三个电极分别为集电极（用字母C或c表示），基极（用字母B或b表示）和发射极（用字母E或e表示）。如图5-4所示，晶体管的两个PN结分别称为集电结（C、B极之间）和发射结（B、E极之间），发射结与集电结之间为基区。

根据结构不同，晶体管可分为PNP型和NPN型两类。在电路图形符号上可以看出两种类型晶体管的发射极箭头（代表集电极电流的方向）不同。PNP型晶体管的发射极箭头朝内，NPN型晶体管的发射极箭头朝外。
2．三极管各个电极的作用及电流分配晶体管三个电极的电极的作用如下：
发射极（E极）用来发射电子；
基极（B极）用来控制E极发射电子的数量；
集电极（C极）用业收集电子。
晶体管的发射极电流IE与基极电流IB、集电极电流IC之间的关系如下：IE=IB+IC
3．晶体管的工作条件
晶体管属于电流控制型半导体器件，其放大特性主要是指电流放大能力。所谓放大，是指当晶体管的基极电流发生变化时，其集电极电流将发生更大的变化或在晶体管具备了工作条件后，若从基极加入一个较小的信号，则其集电极将会输出一个较大的信号。
晶体管的基本工作条件是发射结（B、E极之间）要加上较低的正向电压（即正向偏置电压），集电结（B、C极之间）要加上较高的反向电压（即反向偏置电压）。晶体管各极所加电压的极性见图5-5。

晶体管发射结的正向偏置电压约等于PN结电压，即硅管为0.6~0.7V，锗管为0.2~0.3V。集电结的反向偏置电压视具体型号而定。
4．晶体管的工作状态
晶体管有截止、导通和饱和三种状态。
在晶体管不具备工作条件时，它处截止状态，内阻很大，各极电流几乎为0。
当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时，晶体管导通，其内阻变小，各电极均有工作电流产生（IE=IB+IC）。适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流IB增大时，集电极电流IC和发射极电流IE也会随之增大。
当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值（硅管等于或略高于0.7V，锗管等于或略高于0.3V0时，晶体管将从导通放大状态进入饱和状态，此时集电极电流IC将处于较大的恒定状态，且已不受基极电流IB控制。晶体管的导通内阻很小（相当于开关被接通），集电极与发射极之间的电压低于发射结电压，集电结也由反偏状态变为正偏状态。

飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:44:19

晶闸管的主要参数
晶闸管的主要电参数有正向转折电压VBO、正向平均漏电流IFL、反向漏电流IRL、断态重复峰值电压VDRM、反向重复峰值电压VRRM、正向平均压降VF、通态平均电流IT、门极触发电压VG、门极触发电流IG、门极反向电压和维持电流IH等。
（一）正向转折电压VBO
晶闸管的正向转折电压VBO是指在额定结温为100℃且门极（G）开路的条件下，在其阳极（A）与阴极（K）之间加正弦半波正向电压、使其由关断状态转变为导通状态时所对应的峰值电压。
（二）断态重复峰值电压VDRM
断态重复峰值电压VDRM，是指晶闸管在正向阻断时，允许加在A、K（或T1、T2）极间最大的峰值电压。此电压约为正向转折电压减去100V后的电压值。
（三）通态平均电流IT
通态平均电流IT，是指在规定环境温度和标准散热条件下，晶闸管正常工作时A、K（或T1、T2）极间所允许通过电流的平均值。（四）反向击穿电压VBR
反向击穿电压是指在额定结温下，晶闸管阳极与阴极之间施加正弦半波反向电压，当其反向漏电电流急剧增加时反对应的峰值电压。
（五）反向重复峰值电压VRRM
反向重复峰值电压VRRM，是指晶闸管在门极G断路时，允许加在A、K极间的最大反向峰值电压。此电压约为反向击穿电压减去100V后的峰值电压。
（六）正向平均电压降VF
正向平均电压降VF也称通态平均电压或通态压降VT，是指在规定环境温度和标准散热条件下，当通过晶闸管的电流为额定电流时，其阳极A与阴极K之间电压降的平均值，通常为0.4~1.2V。
（七）门极触发电压VGT
门极触发VGT，是指在规定的环境温度和晶闸管阳极与阴极之间为一定值正向电压的条件下，使晶闸管从阻断状态转变为导通状态所需要的最小门极直流电压，一般为1.5V左右。
(八)门极触发电流IGT
门极触发电流IGT，是指在规定环境温度和晶闸管阳极与阴极之间为一定值电压的条件下，使晶闸管从阻断状态转变为导通状态所需要的最小门极直流电流。
（九）门极反向电压
门极反向电压是指晶闸管门极上所加的额定电压，一般不超过10V。
（十）维持电流IH
维持电流IH是指维持晶闸管导通的最小电流。当正向电流小于IH时，导通的晶闸管会自动关断。
（十一）断态重复峰值电流IDR
断态重复峰值电流IDR，是指晶闸管在断态下的正向最大平均漏电电流值，一般小于100μA
（十二）反向重复峰值电流IRRM
反向重复峰值电流IRRM，是指晶闸管在关断状态下的反向最大漏电电流值，一般小于100μA。

飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:44:37

可控硅整流电路

一、单相半波可控整流电路

1、工作原理

电路和波形如图1所示，设u2=

U2sinω。
正半周：
0＜t＜t1,ug=0,T正向阻断，id=0,uT=u2,ud=0
t=t时,加入ug脉冲，T导通，忽略其正向压降，uT=0,ud=u2,id=ud/Rd。
负半周：
π≤t＜2π当u2自然过零时，T自行关断而处于反向阻断状态，ut=0,ud=0,id=0。
从0到t1的电度角为α，叫控制角。从t1到π的电度角为θ，叫导通角，显然
α+θ=π。当α=0，θ=180度时，可控硅全导通，与不控整流一样，当α=180度，θ=0度时，可控硅全关断，输出电压为零。

图1、单相半波可控整流

2、各电量关系

ud波形为非正弦波，其平均值（直流电压）：
ud=(1/2π)

u2sinωtd(ωt)=(0.45u2)[1+cosα)/2]-------------式1
由上式可见，负载电阻Rd上的直流电压是控制角α的函数，所以改变α的大小就可以控制直流电压Ud的数值，这就是可控整流意义之所在。
流过Rd的直流电流Id：
Id=(Ud/Rd)=0.45(u2/Rd)×[(1+cosα)/2]--------------------------式2
Ud的有效值（均方根值）：

-------------------------------------式3
流过Rd的电流有效值：

I=U/Rd=(U2/Rd)

---------------------------------式4

由于电源提供的有功功率P=UI，电源视在功率S=U2I（U2是电源电压有效值），所以功率因数：

cosψ=P/S=

-------------------------------------式5

由上式可见，功率因数cosψ也是α的函数，当α=0时，cosψ=0.707。显然，对于电阻性负载，单相半波可控整流的功率因数也不会是1。
比值Ud/U、I/Id和cosψ随α的变化数值，见表一，它们相应的关系曲线，如图2所示
表一 Ud/U、I/Id和cosψ的关系

α
0°
30°
60°
90°
120°
150°
180°

Ud/U
I/Id
cosψ
0.45
1.57
0.707
0.42
1.66
0.698
0.338
1.88
0.635
0.225
2.22
0.508
0.113
2.87
0.302
0.03
3.99
0.12
0
-
0

图2、单相半波可控整流的电压、电流及功率因数与控制角的关系

由于可控硅T与Rd是串联的，所以，流过Rd的有效值电流I与平均值电流Id的比值，也就是流过可控硅T的有效值电流IT与平均值电流IdT的比值，即I/Id=It/IdT。

二、单相桥式半控整流电路

电路与波形如图3所示

图3、单相桥式半控整流

t1时刻加入ug1，T1导通，电流通路如图实线所示。uT1=0,ud=u2,uT2=-u2。u2过零时，T1自行关断。
负半周：
t2时刻加入ug2，T2导通，电流通路如图虚线所示，uT2=0，ud=-u2,ut1=u2。u2过零时T2自行关断。
2、各电量关系
由图3可见，ud波形为非正弦波，其幅值为半波整流的两倍，所以Rd上的直流电压Ud:
Ud=0.9U2[(1+cosα)/2]--------------------------式6
直流电流Id:
Id=Ud/Rd=0.9(u2/Rd)×[(1+cosα)/2]-------------式7
电压有效值U：

--------------------------式8

电流有效值I：

--------------------------式9

功率因数cosψ:

cosψ=

------------------------式10

比值Ud/U,I/Id和cosψ随α的变化数值见表二，相应关系曲线见图4
表二、 Ud/U、I/Id、cosψ与α的关系表

α
0°
30°
60°
90°
120°
150°
180°

Ud/U
I/Id
cosψ
0.9
1.112
1
0.84
1.179
0.985
0.676
1.335
0.896
0.45
1.575
0.717
0.226
1.97
0.426
0.06
2.835
0.169
0
-
0

图4、单相全波和桥式电路电压、电流及功率因数与控制角的关系

把单相全波整流单相半波整流进行比较可知：
（1）当α相同时，全波的输出直流电压比半波的大一倍。
（2）在α和Id相同时，全波的电流有效值比半波的减小

倍。
（3）α相同时，全波的功率因数比半波的提高了

倍。

三、整流电路波形分析

1、单相半波可控整流
（1）电阻性负载（见图1）
1）电阻性负载，id波形与ud波形相似，因为可控硅T与负载电阻Rd串联，所以id=id。
2）可控硅T承受的正向电压随控制角α而变化，但它承受的反向电压总是负半波电压，负半波电压的最大值为

U2。
3）线路简单，多用在要求不高的电阻负载的场合。
（2）感性负载（不带续流二极管，见图5）：
1）电机电器的电磁线圈、带电感滤波的电阻负载等均属于电感性负载。
2）电感具有障碍电流变化的作用可控硅T导通时，其压降uT=0，但电流id只能从零开始上升。id增加和减少时线圈Ld两端的感应电动势eL的极性变化如图示。

图5、电感性负载无续流二极管

3）当电源电压u2下降及u2≥0时，只要释放磁场能量可以维持id继续流通，可控硅T仍然牌导通状态，此时ud=u2。当u2＜0时，虽然ud出现负值，但电流id的方向不变。
4）当电流id减小到小于维持电流IH时，可控硅T自行关断，id=0,UT=u2，可控硅承受反压。
5）负载电压平均值：

其中电感Ld两端电压的平均值为零。
6）电感Ld的存在使负载电压ud出现负值，Ld越大，ud负值越大，负载上直流电压Ud就越小，Id=Ud/Rd也越小，所以如果不采取措施，可控硅的输出就达不到应有的电压和电流。
（3）感性负载（带续流二极管，见图6）：
1）在负载上并联一只续流二极管D，可使Ud提高到和电阻性负载时一样，
2）在电源电压u2≤0时，D的作用有点：①把电源负电压u2引到可控硅T两端，使T关断，uT=u2；②给电感电流续流，形成iD；③把负载短路，ud=0,避免ud出现负值，使负载上直流输出电压ud提高。
3）负载电流为何控硅电流iT和二极管的续流iD之和，即id=iT+iD。当ωLd≥R时，iD下降很慢使id近似为一条水平线，所以流过T和D的电注平均值与有效值分别为：
平均值：IdT=（θ/360°）Id
IdD=[(360°-θ)/360°]Id
有效值：IT=根号下（θ/360°）Id
ID=根号下[(360°-θ)/360°]Id

4)可控硅T开始导通后，如果电感Ld很大，iT的上升很慢，这就有可能导致触发脉冲消失时可控硅的电流还上升不到维持导通状态的维持电流，就是说，可控硅触发不了，为了使可控硅可靠触发，触发脉冲应该足够宽，或者在负载两端并联一只电阻，以利于加快iT的上升。

图6、电感性负载有续流二极管

飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:45:10

可控硅元件

一、概述

一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T。又由于晶闸管最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。
在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（谷称“死硅”）更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损髦显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。
可控硅的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。
可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。
可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。

二、可控硅元件的结构和型号

1、结构
不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。见图1。它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制极G，所以它是一种四层三端的半导体器件

图1、可控硅结构示意图和符号图

2、型号

目前国产可控硅的型号有部颁新、旧标准两种，新型号将逐步取代旧型号。

表一 KP型可控硅新旧标准主要特性参数对照表

参数
部颁新标准（JB1144-75）
部颁旧标准（JB1144-71）

序号
KP型右控硅整流元件
3CT系列可控硅整流元件

1
额定通态平均电流（IT（AV））
额定正向平均值电流（IF）

2
断态重复峰值电压（UDRM）
正向阻断峰值电压（UPF）

3
反向重复峰值电压（URRM）
反向峰值电压（VPR）

4
断态重复平均电流（IDR（AV））
正向平均漏电流（I）

5
反向重复平均电流（IRR（AV））
反向平均漏电电流（IRL）

6
通态平均电压（UT（AV））
最大正向平均电压降（VF）

7
门极触发电流（IGT）
控制极触发电流（Ig）

8
门极触发电压（UGT）
控制极触发电压（Vg）

9
断态电压临界上升率（du/dt）
极限正向电压上升率(dV/dt）

10
维持电流（IH）
维持电流（IH）

11
额定结温（TjM）
额定工作结温（Tj）

KP型可控硅的电流电压级别见表二
表二、KP型可控硅电流电压级别

额定通态平均
电流IT（AV）（A）
1，5，10，20，30，50，100，200，300，400，500，600，700，800，100

正反向重复
峰值电压UDRM，
URRM（×100）（V）
1～10，12，14，16，18，20，22，24，26，，28，30

通态平均电压
UT(AV)(V)
A
B
C
D
E
F
G
H
I

≤0.4
0.4～0.5
0.5～0.6
0.6～0.7
0.7～0.8
0.8～0.9
0.9～1.0
1.0～1.1
1.1～1,2

示例：

飞火流星 · 发表于 2009-3-25 16:45:15

示例：
（1）KP5-10表示通态平均电流5安，正向重复峰值电压1000伏的普通反向阻断型可控硅元件。
（2）KP500-12D表示通态平均电流500安，正、反向重复峰值电压1200伏，通态平均电压0.7伏的业通反向阻断型可控硅元件。
（3）3CT5/600表示通态平均电流5安，正、反向重复峰值电压600伏的旧型号普通可控硅元件。

三、可控硅元件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2所示

图2、可控硅等效图解图

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，此条件见表三

表三、可控硅导通和关断条件

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
两者缺一不可

维持导通
1、阳极电位高于阴极电位
2、阳极电流大于维持电流
两者缺一不可

从导通到关断
1、阳极电位低于阴极电位
2、阳极电流小于维持电流
任一条件即可

2、基本伏安特性

可控硅的基本伏安特性见图3

图3、可控硅基本伏安特性

（1）反向特性当控制极开路，阳极加上反向电压时（见图4），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，接差J3结也击穿，电流迅速增加，图3的特性开始弯曲，如特性OR段所示，弯曲处的电压URO叫“反向转折电压”。此时，可控硅会发生永久性反向击穿。
（2）正向特性当控制极开路，阳极上加上正向电压时（见图5），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，图3的特性发生了弯曲，如特性OA段所示，弯曲处的是UBO叫：正向转折电压

图4、阳极加反向电压

图5、阳极加正向电压

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，电子时入N1区，空穴时入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，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，只要电流稍增加，电压便迅速下降，出现所谓负阻特性，见图3的虚线AB段。
这时J1、J2、J3三个结均处于正偏，可控硅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，见图3中的BC段
3、触发导通
在控制极G上加入正向电压时（见图6）因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作用（见图2）的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致图3的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。

图6、阳极和控制极均加正向电压

zjgdjg · 发表于 2011-11-19 09:40:18

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