晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又被称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;1957年美国通用电气公司开发出世界上第1款晶闸管产品,并于1958年将其商业化;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和控制极;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。工作原理晶闸管在工作过程中,它的阳极(A)和阴极(K)与电源和负载连接,组成晶闸管的主电路,晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接,组成晶闸管的控制电路。晶闸管为半控型电力电子器件,它的工作条件如下:1.晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态。2.晶闸管承受正向阳极电压时,在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态,这就是晶闸管的闸流特性,即可控特性。3.晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳极电压,不论门极电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门极失去作用。门极只起触发作用。4.晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极。中国香港国产晶闸管模块供应商
Ia与Il成正比,即当光电二极管的光电流增大时,光控晶闸管的输出电流也相应增大,同时Il的增大,使BGl、BG2的电流放大系数a1、a2也增大。当al与a2之和接近l时,光控晶闸管的Ia达到**大,即完全导通。能使光控晶闸管导通的**小光照度,称其为导通光照度。光控晶闸管与普通晶闸管一样,一经触发,即成通导状态。只要有足够强度的光源照射一下管子的受光窗口,它就立即成为通导状态,而后即使撤离光源也能维持导通,除非加在阳极和阴极之间的电压为零或反相,才能关闭。3.光控晶闸管的特性为了使光控晶闸管能在微弱的光照下触发导通,因此必须使光控晶闸管在极小的控制电流下能可靠地导通。这样光控晶闸管受到了高温和耐压的限制,在目前的条件下,不可能与普通晶闸管一样做成大功率的。光控晶闸管除了触发信号不同以外,其它特性基本与普通晶闸管是相同的,因此在使用时可按照普通晶闸管选择,只要注意它是光控这个特点就行了。光控晶闸管对光源的波长有一定的要求,即有选择性。波长在——,都是光控晶闸管较为理想的光源。使用注意事项/晶闸管编辑选用可控硅的额定电压时,应参考实际工作条件下的峰值电压的大小,并留出一定的余量。1、选用可控硅的额定电流时。上海优势晶闸管模块联系人构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。
人们在制造工艺和结构上采取了一些改进措施,做出了能适应于高频应用的晶闸管,我们将它称为快速晶闸管。它具有以下几个特点。一、关断时间(toff)短导通的晶闸管,当切断正向电流时。并不能马上“关断”,这时如立即加上正向电压,它还会继续导通。从切断正向电流直到控制极恢复控制能力需要的时间,叫做关断时间。用t0仟表示。晶闸管的关断过程,实际上是储存载流子的消失过程。为了加速这种消失过程,制造快速晶闸管时采用了掺金工艺,把金掺到硅中减少基区少数载流子的寿命。硅中掺金量越多,t0仟越小,但掺金量过多会影响元件的其它性能。二、导通速度快.能耐较高的电流上升率(dI/dt)控制极触发导通的晶闸管。总是在靠近控制极的阴极区域首先导通,然后逐渐向外扩展,直到整个面积导通。大面积的晶闸管需要50~100微秒以上才能***积导通。初始导通面积小时,必须限制初始电流的上升速度,否则将发生局部过热现象,影响元件的性能,甚至烧坏。高频工作时这种现象更为严重。为此,仿造了集成电路的方法,在晶闸管同一硅片上做出一个放大触发信号用的小晶闸管。控制极触发小晶闸管后,小晶闸管的初始导通电流将横向经过硅片流向主晶闸管阴极,触发主晶闸管。
对其在脉冲脉冲功率电源领域中的应用研究很少,尚处于试验探索阶段。[1]在大功率半导体开关器件中,晶闸管是具有**高耐压容量与**大电流容量的器件。国内外主要制作的大功率晶闸管都是应用在高压直流输电中。所制造出的大功率晶闸管,**大直径可达6英寸,单阀片耐压值**高可达11KV,的通流能力**高可达4500A。在该领域比较**的有瑞士的ABB以及国内的株洲南车时代。[1]为提高晶闸管的通流能力、开通速度、di/dt承受能力,国外在普通晶闸管的基础上研制出了两种新型的晶闸管:门极关断晶闸管GTO以及集成门极换流晶闸管IGCT。这两种器件都已经在国外投入实际使用。其中GTO的单片耐压可达,工况下通流能力可达4kA,而目前研制出的在电力系统中使用的IGCT的**高耐压可达10kV,通流能力可达。[1]针对脉冲功率电源中应用的晶闸管,国内还没有厂家在这方面进行研究,在国际上具有**技术的是瑞士ABB公司。他们针对脉冲功率电源用大功率晶闸管进行了十数年的研究。目前采用的较成熟的器件为GTO,其直径为英寸,单片耐压为,通常3个阀片串联工作。可以承受的电流峰值为120kA/90us,电流上升率di/dt**高可承受。门极可承受触发电流**大值为800A,触发电流上升率di/dt**大为400A/us。金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种。
其**新研制出的IGCT拥有更好的性能,其直径为英寸,单阀片耐压值也是。**大通流能力已经可以达到180kA/30us,**高可承受电流上升率di/dt为20kA/us。门极可承受触发电流**大值为2000A,触发电流上升率di/dt**大为1000A/us。但是此种开关所能承受的反向电压较低,因此还只能在特定的脉冲电源中使用。[1]但晶闸管本身存在两个制约其继续发展的重要因素。一是控制功能上的欠缺,普通的晶闸管属于半控型器件,通过门极(控制极)只能控制其开通而不能控制其关断,导通后控制极即不再起作用,要关断必须切断电源,即令流过晶闸管的正向电流小于维持电流。由于晶闸管的关断不可控的特性,必须另外配以由电感、电容及辅助开关器件等组成的强迫换流电路,从而使装置体积增大,成本增加,而且系统更为复杂、可靠性降低。二是因为此类器件立足于分立元件结构,开通损耗大,工作频率难以提高,限制了其应用范围。1970年代末,随着可关断晶闸管(GTO)日趋成熟,成功克服了普通晶闸管的缺陷,标志着电力电子器件已经从半控型器件发展到全控型器件。塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。中国香港国产晶闸管模块供应商
晶闸管可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管、晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管多种。中国香港国产晶闸管模块供应商
有三个不同电极、阳极A、阴极K和控制极G.可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。可控硅分为单向的和双向的,符号也不同。单向可控硅有三个PN结,由外层的P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的P极引出一个控制极。双向可控硅有其独特的特点:当阳极接合,阳极接合或栅极的正向电压,但没有施加电压时,它不导通,并且同时连接到阳极和栅极的正向电压反向电压时,它将被关上。一旦开启,控制电压有它的作用失去了控制,无论控制电压极性怎么没有了,不管控制电压,将保持在接通状态。关断,只有在阳极电压减小到一个临界值,或反之亦然。大多数双向可控硅引脚按t1、t2、g顺序从左到右排列(电极引脚向下,面向侧面有字符)。当施加到控制极g上的触发脉冲的大小或时间改变时,其传导电流的大小可以改变。与单向可控硅的区别是,双向可控硅G极上触发一个脉冲的极性可以改变时,其导通方向就随着不同极性的变化而改变,从而能够进行控制提供交流电系统负载。中国香港国产晶闸管模块供应商