晶閘管(Thyristor)是一種常用的半導體器件,廣泛應用于電力電子和電路控制領域。它可以用作開關、穩壓器、整流器等。在進行詳細介紹晶閘管的導通條件和關斷條件之前,我們需要先了解一些基礎知識。
晶閘管的結構由四個不同類型的半導體材料組成,依次是pnpn型的結構,通常由三個區域組成:Anode(陽極)、Cathode(陰極)和Gate(門極)。晶閘管在導通時,電流可以從陽極流向陰極。
導通條件:
當陽極電壓(Vak)和門極電壓(Vgk)均大于零時,晶閘管才會導通。導通過程主要是由于在Gate-Gate極間施加一個脈沖電壓(Vgk),使Gate極和p型半導體形成p-n結,即Gate-emitter結。
導通過程中,晶閘管處于兩種狀態之間:關斷狀態和飽和狀態。在關斷狀態下,陽極電壓大于閾值電壓(Vd),但是電流極小,在正向電壓的作用下形成很高的阻抗。在飽和狀態下,由于Gate極產生的電流,晶閘管阻抗很低,電流得以流過。
關斷條件:
當Gate極電流減少到特定的水平或依靠外部電路來控制時,晶閘管會從導通狀態變為關斷狀態。可以通過斷開陽極電壓或降低陽極電壓的方式來實現晶閘管的關斷。
晶閘管的關斷有兩種方式:自然關斷和強迫關斷。自然關斷是指當晶閘管導通時的陽極電流降低到極小的水平,導通物理機制消失導致的。而強迫關斷是通過施加一個負向極大電壓或短脈沖電流來實現的。
在進行關斷之前,需要確保陽極電流已經降低到零或接近零,以避免過大的關斷電流引發擊穿或破壞性損壞。因此,在關斷晶閘管之前,需要通過適當的控制電壓和電流來維持晶閘管的關斷狀態。
總結起來,晶閘管導通的關鍵是控制Gate極電壓和陽極電壓,當兩者均為正值時,晶閘管才會導通。而關斷條件則是通過控制Gate極電流,將晶閘管從導通狀態切換到關斷狀態。
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