晶閘管的作用及特點

　　晶體閘流管（Thyristor）又稱作可控硅整流器，曾被簡稱為可控硅；1957年美國通用電器公司開發出世界上第一晶閘管產品，并于1958年使其商業化。晶閘管是PNPN四層半導體結構，它有三個極：陽極，陰極和門極；晶閘管工作條件為：加正向電壓且門極有觸發電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開關型半導體器件，在電路中用文字符號為“V”、“VT”表示（舊標準中用字母“SCR”表示）。晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。

　　工作原理編輯 播報晶閘管T在工作過程中，它的陽極A和陰極K與電源和負載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。

　　特點

　　晶閘管的陽極電壓與陽極電流的關系，稱為晶閘管的伏安特性，如圖所示。晶閘管的陽極與陰極間加上正向電壓時，在晶閘管控制極開路(Ig=0)情況下，開始元件中有很小的電流(稱為正向漏電流)流過，晶閘管陽極與陰極間表現出很大的電阻，處于截止狀態(稱為正向阻斷狀態)，簡稱斷態。當陽極電壓上升到某一數值時，晶閘管突然由阻斷狀態轉化為導通狀態，簡稱通態。陽極這時的電壓稱為斷態不重復峰值電壓(UDSM)，或稱正向轉折電壓(UBO)。導通后，元件中流過較大的電流，其值主要由限流電阻(使用時由負載)決定。在減小陽極電源電壓或增加負載電阻時，陽極電流隨之減小，當陽極電流小于維持電流IH時，晶閘管便從導通狀態轉化為阻斷狀態。由圖可看出，當晶閘管控制極流過正向電流Ig時，晶閘管的正向轉折電壓降低， Ig越大，轉折電壓越小，當Ig足夠大時，晶閘管正向轉折電壓很小，一加上正向陽極電壓，晶閘管就導通。實際規定，當晶閘管元件陽極與陰極之間加上6V直流電壓時，能使元件導通的控制極最小電流(電壓)稱為觸發電流(電壓)。在晶閘管陽極與陰極間加上反向電壓時，開始晶閘管處于反向阻斷狀態，只有很小的反向漏電流流過。當反向電壓增大到某一數值時，反向漏電流急劇增大，這時，所對應的電壓稱為反向不重復峰值電壓(URSM)，或稱反向轉折(擊穿)電壓(UBR)。可見，晶閘管的反向伏安特性與二極管反向特性類似。

　　作用

　　普通晶閘管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管，就可以構成可控整流電路、逆變、電機調速、電機勵磁、無觸點開關及自動控制等方面。現在我畫一個最簡單的單相半波可控整流電路〔圖4(a）〕。在正弦交流電壓U2的正半周期間，如果VS的控制極沒有輸入觸發脈沖Ug，VS仍然不能導通，只有在U2處于正半周，在控制極外加觸發脈沖Ug時，晶閘管被觸發導通。現在，畫出它的波形圖〔圖4(c）及（d）〕，可以看到，只有在觸發脈沖Ug到來時，負載RL上才有電壓UL輸出（波形圖上陰影部分）。Ug到來得早，晶閘管導通的時間就早；Ug到來得晚，晶閘管導通的時間就晚。通過改變控制極上觸發脈沖Ug到來的時間，就可以調節負載上輸出電壓的平均值UL（陰影部分的面積大小）。在電工技術中，常把交流電的半個周期定為180°，稱為電角度。這樣，在U2的每個正半周，從零值開始到觸發脈沖到來瞬間所經歷的電角度稱為控制角α；在每個正半周內晶閘管導通的電角度叫導通角θ。很明顯，α和θ都是用來表示晶閘管在承受正向電壓的半個周期的導通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或導通角θ，改變負載上脈沖直流電壓的平均值UL，實現了可控整流。