图2-4-3 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 a) 双晶体管模型 b) 工作原理

　　〔具体描述〕如果IG(门极电流)注入V2基极，V2导通，产生IC2（ β2IG ）。它同时 为V1的基极电流，使V1导通，且IC1= β 1IC2,IC1加上IG进一步加大V2的基极电流， 从而形成强烈的正反馈，使V1V2很快进入完全饱和状态。此时SCR饱和导通，通 过SCR的电流由R确定为EA/R。UAK之间的压降相当于一个PN结加一个三极管的 饱和压降约为1V。此时，IM电竞 IM电竞app将IG调整为0，即UGK0，也不能解除正反馈，IM电竞 IM电竞appG极失去 控制作用。 12

　　5）通态平均电压UT(AV)：当晶闸管中流过额定电流并 达到稳定的额定结温时，阳极与阴极之间电压降 的平均 值，称 为通态 平均电 压。通 态平均 电压 UT(AV)分为A～Ｉ，对应为0.4V～1.2V共九个组别。

　　一晶闸管用于相电压一晶闸管用于相 电压为220V 的单相电路中时，器件的 电压等级选择如下：

　　（2）门极伏安特性 指门极电压与电流的关系， 晶闸管的门极和阴极之间只 有一个PN结， 所以电压与 电流的关系和普通二极管的 伏安特性相似。门极伏安特 性曲线可通过实验画出，如 图所示。

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　　1.电压参数 1) 正向断态重复峰值电压UDRM——在门极断路而 结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰 值电压。 2) 反向阻断重复峰值电压URRM—— 在门极断路而 结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰 值电压。 3) 通态（峰值）电压UTM——晶闸管通以某一规定 倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。

　　第一节 概述 第二节 电力二极管 第三节 电力晶体管 第四节 晶闸管 第五节 电力MOS场效应晶体管 第六节 绝缘栅双极晶体管 第七节 其它电力电子器件 第八节 电力电子器件的保护 本章小结

　　一、电力电子器件的概念和特征  1）能够承受高电压和通过大电流，处理 功率大。  2）一般工作在开关状态（开关特性和参 数）  3）实际应用中，由弱电控制强电  4）开关损耗大，器件使用时需安装散热 器

　　 当SCR的阳极和阴极电压UAK0，即EA下正上负，无论门极G加什么电压，SCR 始终处于关断状态；

　　 UAK0时，且EGk0，SCR才能导通。  SCR一旦导通，门极G将失去控制作用，即无论EG如何，均保持导通状态。SCR 导通后的管压降为1V左右，主电路中的电流I由R和RW以及EA的大小决定；  当UAK0时，无论SCR原来的状态，都会使R熄灭，即此时SCR关断。其实，在I 逐渐降低（通过调整RW）至某一个小数值时，刚刚能够维持SCR导通。如果继续

　　晶闸管处于反向阻断状态时，只有极 小的反相漏电流流过。 当反向电压超过一定限度，到反向击 穿电压后，外电路如无限制措施，则 反向漏电流急剧增加，导致晶闸管发 热损坏。

　　件的额定电压。选用时，额定电压要留有一定裕 量,一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰 值电压2~3倍：

　　晶闸管具有四层PNPN结构，引出阳极A、阴极K和门 极G三个联接端； 晶闸管的常见封装外形有螺栓型、平板型、IM电竞 IM电竞app塑封型； 晶闸管对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与 散热器紧密联接且安装方便；平板型封装的晶闸管 可由两个散热器将其夹在中间。

　　延 迟 时 间 td ： 门 极 电 流阶跃时刻开始，到 阳极电流上升到稳态 值的10%的时间。 上升时间tr：阳极电流 从10%上升 到稳态值 的90%所需的时间。 开通时间tgt：以上两者 之和，tgt=td tr

　　SCR导通条件： UAK0 同时 UGK0 由导通→关断的条件：使流过SCR的电流降低至维持电流以下。 (一般通过减小EA,,直至EA0来实现。）

　　电力二极管是指可以承受高电压大电流具有较大耗散功率的二极管，它 与其他电力电子器件相配合，作为整流、续流、电压隔离、钳位或保护 元件，在各种变流电路中发挥着重要作用； 它的基本结构、工作原理和伏安特性与信息电子电路中的二极管相同， 以半导体PN结为基础； 主要类型有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管； 由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成，从外形上看，大功率 的主要有螺栓型和平板型两种封装，小功率的和普通二极管一致。

　　电流平均值： 指一个周期内的电流算数平均值； 电流有效值： 指一个周期内的电流的方均根值。

　　1) 正向特性  IG=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断 状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压 超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流 急剧增大，器件开通。 图2-4-4 晶闸管的伏安特性

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　　随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。 导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿。 晶闸管本身的压降很小，在1V左右。 导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流 降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又 回到正向阻断状态。IH称为维持电流。

　　图2-2-1 电力二极管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号 6

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　　晶闸管(Thyristor)就是硅晶体闸流管，普 通晶闸管也称为可控硅SCR，普通晶闸管是一种 具有开关作用的大功率半导体器件。

　　从1957年美国研制出第一只普通晶闸管以来，至今 已形成了从低压小电流到高压大电流的系列产品 ； 晶闸管作为大功率的半导体器件，只需用几十至几 百毫安的电流，就可以控制几百至几千安培的大电 流，实现了弱电对强电的控制 ； 晶闸管具有体积小、重量轻、损耗小、控制特性 好等优点，曾经在许多领域中得到了广泛的应用。

　　快速晶闸管 光控晶闸管 可关断晶闸管GTO 电力晶体管GTR 功率MOSFET 绝缘栅双极晶体管 IGBT 集成门极换流晶闸管 MOS控制晶闸管MCT 功率集成电路

　　晶闸管的阳极与阴极 间的电压和阳极电流 之间的关系，称为阳 极伏安特性。

　　半控型---晶闸管（含双向、快速） 可关断晶闸管 GTO 双极型 电力晶体管 GTR 场效应晶体管 单极型 MOSFET 绝缘栅双极型晶体管 IGBT 复合型 其他 （MCT、IGCT、PIC。。。）

　　根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共 端之间的信号的性质，将电力电子器件分为电 流 驱 动 型 （ GTO 、 GTR ） 和 电 压 驱 动 型 （MOSFET、IGBT） 。

　　反向阻断恢复时间trr ：正向电 流降为零到反向恢复电流衰减 至接近于零的时间 正向阻断恢复时间tgr ：晶闸管 要恢复其对正向电压的阻断能 力还需要一段时间

　　图2-4-1 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号

　　晶闸管的管耗和散热： 管耗＝流过器件的电流×器件两端的电压 管耗将产生热量，使管芯温度升高。如果超 过允许值，将损坏器件，所以必须进行散热 和冷却。 冷却方式：自然冷却（散热片）、风冷（风 扇）、水冷

　　在正向阻断恢复时间内如果重 新对晶闸管施加正向电压，晶 闸管会重新正向导通。 O 实际应用中，应对晶闸管施加 足够长时间的反向电压，使晶 闸管充分源自文库复其对正向电压的 阻断能力，电路才能可靠工作。

　　此时，其工作过程如下： UGK0 → 产生IG → V2通→产生IC2 → V1 通→ IC1↗ → IC2 ↗ → 出现强烈的正反馈， G极失去控制作用，V1和V2完全饱和， SCR饱和导通。

　　额定电流：晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却 状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许连续流 过的最大工频正弦半波电流的平均值。

　　使用时应按实际电流与通态平均电流有效值 相等的原则来选取晶闸管。 实际选用时，一般取（1.5~2）的安全裕量IM电竞 电子竞技平台IM电竞 电子竞技平台