PECVD制備薄膜介紹

1、PECVD一般說來,采用PECVD 技術(shù)制備薄膜材料時(shí)，薄膜的生長主要包含以下三個基本過程：首先，在非平衡等離子體中，電子與反應(yīng)氣體發(fā)生初級反應(yīng)，使得反應(yīng)氣體發(fā)生分解，形成離子和活性基團(tuán)的混合物；其二，各種活性基團(tuán)向薄膜生長表面和管壁擴(kuò)散輸運(yùn)，同時(shí)發(fā)生各反應(yīng)物之間的次級反應(yīng)；最后，到達(dá)生長表面的各種初級反應(yīng)和次級反應(yīng)產(chǎn)物被吸附并與表面發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)伴隨有氣相分子物的再放出。熱電偶工作原理熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。 與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱

2、效應(yīng)進(jìn)行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即Rt=Rt01+（t-t0）式中，Rt為溫度t時(shí)的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0）時(shí)對應(yīng)電阻值；為溫度系數(shù)。半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為Rt=AeB/t式中Rt為溫度為t時(shí)的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測溫范圍只有-50300左右，大量 用于家電和汽車用溫度

3、檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200500范圍內(nèi)的溫度測量，其特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極 其廣泛。熱電阻材料熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻種類（1）精密型熱電阻：工業(yè)常用熱電阻感溫元件（電阻體）的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制。（2）鎧裝熱電阻：鎧裝熱電

4、阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為28mm，最小可達(dá)mm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)：體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后??；機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；能彎曲，便于安裝；使用壽命長。（3）端面熱電阻：端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實(shí)際溫度，適用于測量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。（4）隔爆型熱電阻：隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla

5、B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場所的溫度測量。工業(yè)上常用金屬熱電阻 從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導(dǎo)體都有這個性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮瑁鳛闊犭娮璧慕饘俨牧弦话阋螅罕M可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、 電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（最好呈 線性關(guān)系）。 目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小；銅電阻在測溫范 圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大，適用于無腐蝕介質(zhì)，超過150易被氧化。中國最常用的有R0

6、=10、R0=100和R0=1000等幾 種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50和R0=100兩種，它們的分度號為Cu50和Cu100。其中 Pt100和Cu50的應(yīng)用最為廣泛。熱電阻的信號連接方式熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。目前熱電阻的引線主要有三種方式1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r，r

7、大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的最常用的引線電阻。3四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。 熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測量誤差。這是因?yàn)闇y量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的

8、一個橋臂電 阻，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電 源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。工業(yè)上一般都采用三線制接法。熱電偶產(chǎn)生的是毫伏信 號，不存在這個問題。熱電阻測溫系統(tǒng)的組成 （1）熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn)： 熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致 為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響，必須采用三線制接法。具體內(nèi)容參見本篇第三章。（2）鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材

9、料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為28mm，最小可達(dá)mm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)： 體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后??； 機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊； 能彎曲，便于安裝 使用壽命長。（3）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實(shí)際溫度，適用于測量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。（4）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影 電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好，若采用焊接修理，焊后要校驗(yàn)合格

10、后才能使用。熱電偶和熱電阻的區(qū)別 熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫，盡管其作用相同都是測量物體的溫度，但是他們的原理與特點(diǎn)卻不盡相同. 首先，介紹一下熱電偶，熱電偶是溫度測量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，他的主要特點(diǎn)就是測吻范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)響應(yīng)好，更能夠遠(yuǎn)傳 4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，當(dāng)兩個接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回 路中將產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為塞貝克效應(yīng)。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成；溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導(dǎo)體的兩端因 溫度不同而產(chǎn)生的電勢

11、，不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時(shí)，因?yàn)樗麄兊碾娮用?度不同所以產(chǎn)生一定的電子擴(kuò)散，當(dāng)他們達(dá)到一定的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點(diǎn)的溫度。目前國際上應(yīng)用 的熱電偶具有一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國際上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度，分別為B，R，S，K，N，E，J和T，其測量溫度的最低可測零下270攝氏度，最高可 達(dá)1800攝氏度，其中B，R，S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價(jià)金屬熱電偶。熱電偶的結(jié) 構(gòu)有兩種，普通型和鎧裝型。普通性熱電

12、偶一般由熱電極，絕緣管，保護(hù)套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者 組合裝配后，經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導(dǎo)線來進(jìn)行傳遞，這種導(dǎo)線我們稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。不同的熱電偶需要不同 的補(bǔ)償導(dǎo)線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠(yuǎn)離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補(bǔ)償導(dǎo)線又分為補(bǔ)償型和延長型兩種，延長導(dǎo)線的化學(xué)成分與被 補(bǔ)償?shù)臒犭娕枷嗤?，但是?shí)際中，延長型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替。補(bǔ)償導(dǎo)線的與熱電偶的連線 一般都是很明了，熱電偶的正極連接補(bǔ)償導(dǎo)線的紅色線，而

13、負(fù)極則連接剩下的顏色。一般的補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金。 其次我們介紹一下熱電阻，熱電阻雖然在工業(yè)中應(yīng)用也比較廣泛，但是由于他的測溫范圍使他的應(yīng)用受到了一定的限制，熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體 的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點(diǎn)也很多，也可以遠(yuǎn)傳電信號，靈敏度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，互換性以及準(zhǔn)確性都比較好，但是需要電源激勵，不能夠瞬時(shí)測 量溫度的變化。工業(yè)用熱電阻一般采用Pt100，Pt10，Cu50，Cu100，鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下200-800攝氏度，銅熱電阻為零下 40到140攝氏度。熱電阻和熱電偶一樣的區(qū)分類型，但是他卻不需要補(bǔ)償導(dǎo)線，而且比熱點(diǎn)偶便宜。晶閘管(

14、SCR)原理 作者： 時(shí)間：2007-12-17 來源:電子元器件網(wǎng) 瀏覽評論 推薦給好友 我有問題 個性化定制 關(guān)鍵詞： 晶閘管 半導(dǎo)體材料 晶閘管(thyristor)是硅晶體閘流管的簡稱，俗稱可控硅（SCR），其正式名稱應(yīng)是反向阻斷三端晶閘管。除此之外，在普通晶閘管的基礎(chǔ)上還派生出許多新型器件，它們是工作頻率較高的快速晶閘管(fast switching thyristor，F(xiàn)ST)、反向?qū)ǖ哪鎸?dǎo)晶閘管(reverse conducting thyristor，RCT)、兩個方向都具有開關(guān)特性的雙向晶閘管(TRIAC)、門極可以自行關(guān)斷的門極可關(guān)斷晶閘管（gate turn off t

15、hyristor，GTO）、門極輔助關(guān)斷晶閘管(gate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信號觸發(fā)導(dǎo)通的光控晶閘管(light controlled thyristor，LTT)等。一、結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管是三端四層半導(dǎo)體開關(guān)器件，共有3個PN結(jié)，J1、J2、J3，如圖1(a)所示。其電路符號為圖1(b)，A(anode)為陽極，K(cathode)為陰極，G(gate)為門極或控制極。若把晶閘管看成由兩個三極管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)構(gòu)成，如圖1(c)所示，則其等值電路可表示成圖1(d)中虛線框內(nèi)的兩個三極管T1和T2。對三極管T1來

16、說，P1N1為發(fā)射結(jié)J1，N1P2為集電結(jié)J2；對于三極管T2，P2N2為發(fā)射結(jié)J3，N1P2仍為集電結(jié)J2；因此J2（N1P2）為公共的集電結(jié)。當(dāng)A、K兩端加正電壓時(shí)，J1、J3結(jié)為正偏置，中間結(jié)J2為反偏置。當(dāng)A、K兩端加反電壓時(shí)，J1、J3結(jié)為反偏置，中間結(jié)J2為正偏置。晶閘管未導(dǎo)通時(shí)，加正壓時(shí)的外加電壓由反偏值的J2結(jié)承擔(dān)，而加反壓時(shí)的外加電壓則由J1、J3結(jié)承擔(dān)。如果晶閘管接入圖1(d)所示外電路，外電源US正端經(jīng)負(fù)載電阻R引至晶閘管陽極A，電源US的負(fù)端接晶閘管陰極K，一個正值觸發(fā)控制電壓UG經(jīng)電阻RG后接至晶閘管的門極G，如果T1（P1N1P2）的共基極電流放大系數(shù)為1，T2（N

17、1P2N2）的共基極電流放大系數(shù)為2，那么對T1而言，T1的發(fā)射極電流IA的一部分1IA將穿過集電結(jié)J2，此外，J2受反偏電壓作用，要流過共基極漏電流i CBO1，因此圖1(d)中的IC1可表示為IC1=1IA+i CBO1。 （1）同理對T2而言，T2的發(fā)射極電流IC的一部分2IC將穿過集電結(jié)J2，此外，J2受反偏置電壓作用，要流過共基極漏電流i CBO2，因此，圖1(d)中的I C2可表示為IC2=2IC+i CBO2。 （2）由圖1(d)中可以看出IA=IC1+IC2=1IA+2IC+ i CBO1+ i CBO2=1IA+2IC+IO， （3）式中，IO= i CBO1+ i CBO2

18、為J2結(jié)的反向飽和電流之和，或稱為漏電流。再從整個晶閘管外部電路來看，應(yīng)有IA+IG=IC。 （4）由式（3）和式（4），可得到陽極電流為IA=（IO+2IG）/1-（1+2） （5）晶閘管外加正向電壓UAK；但門極斷開，IG=0時(shí)，中間結(jié)J2承受反偏電壓，阻斷陽極電流，這時(shí)IA=IC很小，由式（5）得IA=IC=IO/1-（1+2）0 （6）分頁在IA、IC很小時(shí)晶閘管中共基極電流放大系數(shù)1、2也很小，1、2都隨電流IA、IC的增大而增大。如果門極電流IG=0，在正常情況下，由于IO很小，IA=IC僅為很小的漏電流，1+2不大，這時(shí)的晶閘管處于阻斷狀態(tài)。一旦引入了門極電流IG，將使IA增大，

19、IC增大，這將使共基極電流放在系數(shù)1、2變大，1、2變大后，IA、IC進(jìn)一步變大，又使1、2變得更大。在這種正反饋?zhàn)饔孟率褂?+2接近于1，晶閘管立即從斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)。內(nèi)部的兩個等效三極管都進(jìn)入飽和導(dǎo)電狀態(tài)，晶閘管的等效電阻變得很小，其通態(tài)壓降僅為12V，這時(shí)的電流IAIC；則由外電路電源電壓US和負(fù)載電阻R限定，即IAICUS/R。一旦晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)后，因IA、IC已經(jīng)很大，即使撤除門極電流IG，由于1+21，由式（5）可知IA=IC仍然會很大，晶閘管仍然繼續(xù)處于通態(tài)，并保持由外部電路所決定的陽極電流IA=IC=US/R。二、晶閘管的基本特性晶閘管陽極與陰極間的電壓和陽極電流的關(guān)第，稱晶

20、閘管的伏安特性。晶閘管的伏安特性位于第一象限的是正向伏安特性，位于第三象限的是反向伏安特性（如圖2所示）。其主要特性表現(xiàn)如下。（1） 在正向偏置下，開始器件處于正向阻斷狀態(tài)，當(dāng)UAK=UA時(shí)，發(fā)生轉(zhuǎn)折，經(jīng)過負(fù)阻區(qū)由阻斷狀態(tài)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)（OA正向阻斷狀態(tài)，AB轉(zhuǎn)折態(tài)，BL負(fù)阻態(tài)，LD導(dǎo)通狀態(tài)，A轉(zhuǎn)折點(diǎn)，UA轉(zhuǎn)折電壓）。從圖2中可以看到，這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，可以由電壓引起，也可以由門極電流引起（門極觸發(fā)導(dǎo)通）。（2） 當(dāng)IG2>IG1>IG時(shí)，UA2< SPAN>A1< SPAN>A，且一旦觸發(fā)導(dǎo)通后，即使去掉門極信號，器件仍能維持導(dǎo)通狀態(tài)不變。這是二極管、三極管所

21、沒有，晶閘管所特有的性質(zhì)，稱為自鎖或擎住特性（L擎住點(diǎn)，IL擎住電流）?？梢姡чl管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。因此，觸發(fā)電流常采用脈沖電流，而無需采用直流電流。（3） 導(dǎo)通之后，只要流過器件的電流逐漸減小到某值，器件又可恢復(fù)到阻斷狀態(tài)（H關(guān)斷點(diǎn)、IH維持電流）。這種關(guān)斷方式稱為自然關(guān)斷，例如，可采用加反偏電壓的方法進(jìn)行強(qiáng)迫關(guān)斷。（4） 在反向偏置下，其伏安特性和整流管的完全相同（OP反向阻斷狀態(tài)，PR反向擊穿狀態(tài)，P擊穿點(diǎn)，UB擊穿電壓）。三、晶閘管的主要特性參數(shù)1、 晶閘管的電壓定額（1） 額定電壓UR。在門極開路（IG=0），器件額定結(jié)溫度時(shí)，圖2中正向和反向折轉(zhuǎn)電壓的80%值規(guī)定為斷

22、態(tài)正向重復(fù)峰值電壓UDRM和斷態(tài)反向重復(fù)峰值電壓URRM這兩個電壓中較小的一個電壓值規(guī)定為該晶閘管的額定電壓UR。 由于在電路中可能偶然出現(xiàn)較大的瞬時(shí)過電壓而損壞晶閘管，在實(shí)際電力電子變換和控制電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，通常按照電路中晶閘管正常工作峰值電壓的23倍的電壓值選定為晶閘管的額定電壓，以確保足夠的安全電量。（2）通態(tài)峰值電壓UTM。規(guī)定為額定電流時(shí)的管壓降峰值， 一般為1.52.5V，且隨陽極電流的增大而略微增加。額定電流時(shí)的通態(tài)平均電壓降一般為1V左右。2、晶閘管的電流定額（1）晶閘管的額定電流IR。在環(huán)境溫度為40和規(guī)定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負(fù)載的單相，工頻正弦半波導(dǎo)電，結(jié)溫穩(wěn)

23、定在額定值125時(shí)，所對應(yīng)的通態(tài)平均電流值定義為晶閘管的額定電流IR。晶閘管的額定電流也是基于功耗發(fā)熱而導(dǎo)致結(jié)溫不超過允許值而限定的。如果正弦電流的峰值為I m，則正弦半波電流的平均值為 已知正弦半波的有效值（均方根值）為 由式（1）和式（2）得到有效值為 即產(chǎn)品手冊中的額定電流為IR=IAV=100A的晶閘管可以通過任意波形、有效值為157A的電流，其發(fā)熱溫升正好是允許值。在實(shí)際應(yīng)用中由于電路波形可能既非直流（直流電的平均值與有效值相等），又非半波正弦；因此應(yīng)按照實(shí)際電流波形計(jì)算其有效值，再將此有效值除以1.57作為選擇晶閘管額定電流的依據(jù)。當(dāng)然，由于晶閘管等電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件熱容量很小

24、，實(shí)際電路中的過電流又不可能避免，故在設(shè)計(jì)應(yīng)用中通常留有1.52.0倍的電流安全裕量。分頁（2）浪涌電流ITSM。系指晶閘管在規(guī)定的極短時(shí)間內(nèi)所允許通過的沖擊性電流值，通常ITSM比額定電流IR大4倍。例如，100A的元件，其值為(1.31.9)kA；1000A元件，其值為(1319)kA。（3）維持電流IH。使晶閘管維持導(dǎo)通所必須的最小陽極電流。當(dāng)通過晶閘管的實(shí)際電流小于維持電流IH值時(shí)，晶閘管轉(zhuǎn)為斷態(tài)，大于此值時(shí)晶閘管還能維持其原有的通態(tài)。（4）擎住電流IL。晶閘管在觸發(fā)電流作用下被觸發(fā)導(dǎo)通后，只要管子中的電流達(dá)到某一臨界值時(shí)，就可以把觸發(fā)電流撤除，這時(shí)晶閘管仍然自動維持通態(tài)，這個臨界電流

25、值稱為擎住電流IL。擎住電流IL和維持電流IH都隨結(jié)溫的下降而增大。但是請注意，擎住電流和維持電流在概念上是不同的。通常擎住電流IL要比維持電流IH大24倍。3、動態(tài)參數(shù)（1）開通時(shí)間ton和關(guān)斷時(shí)間toff。承受正向電壓作用但處于斷態(tài)作用的晶閘管，當(dāng)門極觸發(fā)電流來到時(shí)，由于載流子渡越到基區(qū)P2需要一定時(shí)間，陽極電流IA要延遲td才開始上升，爾后再經(jīng)過一個tr(使基區(qū)載流子濃度足夠)，IA才達(dá)到由外電路所決定的陽極電流穩(wěn)定值。晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)的開通時(shí)間ton定義為ton=td +t r，其中，td為延遲時(shí)間，tr為上升時(shí)間。 當(dāng)已處于通態(tài)的晶閘管從外電路施加反向電壓于晶閘管AK兩端，并迫使它

26、的陽極電流IA從穩(wěn)態(tài)值開始下降為0后，晶閘管中的各層區(qū)的載流子必須經(jīng)過一定時(shí)間才能消失，恢復(fù)其正向阻斷能力。晶閘管的關(guān)斷時(shí)間toff定義為從陽極電流下降到0開始，到晶閘管恢復(fù)了阻斷正向電壓的能力，并能承擔(dān)規(guī)定的du/dt而不誤導(dǎo)通所必須的時(shí)間。 晶閘管的關(guān)斷時(shí)間與元件的結(jié)溫、關(guān)斷前的陽極電流大小及所加的反向陽極電壓有關(guān)。普通晶閘管的toff約為幾十微秒左右。為縮短關(guān)斷時(shí)間應(yīng)適當(dāng)加大反壓，并保持一段反壓作用時(shí)間，以使載流子充分復(fù)合而消失?？焖倬чl管的toff可減小到1020s以下，可用于高頻開關(guān)電路的高頻晶閘管，其關(guān)斷時(shí)間更短（小于10s）。（2）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt。在規(guī)定條件下，不會

27、導(dǎo)致從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的最大陽極電壓上升率。其數(shù)值對于不同等級（共7級）的晶閘管是不同的，最差的A級器件為25V/s，最好的G級晶閘管高達(dá)1000V/s，一般的是（100200）V/s。 晶閘管陽極電壓低于轉(zhuǎn)折電壓UA時(shí)，在過大的du/dt下也會引起誤導(dǎo)通。因?yàn)樵谧钄酄顟B(tài)下的晶閘管上突然加以正向陽極電壓，在其內(nèi)部相當(dāng)于一個電容的J2結(jié)上，就會有充電電流流過界面，這個電流流經(jīng)J3結(jié)時(shí)，起到了類似于觸發(fā)電流的作用；因此過大的充電電流就會引起晶閘管的誤觸發(fā)導(dǎo)通。 為了限制斷態(tài)電壓上升率，可以在晶閘管陽極與陰極間并上一個RC阻容緩沖支路，利用電容兩端電壓不能突變的特點(diǎn)來限制晶閘管A、K兩端電壓上升率。電

28、阻R的作用是防止并聯(lián)電容與陽極主回路電感產(chǎn)生串聯(lián)諧振。此外，晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)時(shí)，電阻R又可限制電容C的放電電流。（3）通態(tài)電流臨界上升率di/dt在規(guī)定的條件下，為晶閘管能夠承受而不致?lián)p害的通態(tài)電流的最大上升率。目前最差的A級晶閘管為25A/s，最好的G級晶閘管為500A/s，一般的是（100200）A/s。 過大的di/dt可使晶閘管內(nèi)部局部過熱而損壞，因?yàn)楫?dāng)門極流入觸發(fā)電流后，晶閘管開始只在靠近門極附近的小區(qū)域內(nèi)導(dǎo)通，然后導(dǎo)通區(qū)才逐漸擴(kuò)大，直至全部結(jié)面都導(dǎo)通。如果電流上升太快，很大的電流將在門極附近的小區(qū)域內(nèi)通過，造成局部過熱而燒壞。分頁四、晶閘管家族的其他主要電力電子器件1、快速晶閘管

29、（FST）快速晶閘管通常是指那些關(guān)斷時(shí)間toff50s、速度響應(yīng)特性優(yōu)良的晶閘管。它的基本結(jié)構(gòu)和特性與普通晶閘管完全一樣；但是由于快速晶閘管的工作頻率（f400Hz）比普通晶閘管的工作頻率高，所以僅要求其關(guān)斷時(shí)間短是不全面的。因此，在關(guān)斷時(shí)間的基礎(chǔ)上，還要求快速晶閘管的通態(tài)壓降低、開關(guān)損耗小、通態(tài)電流臨界上升率di /dt及斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt高。只有這樣，它才能在較高的工作頻率下安全可靠地工作。這種快速晶閘管主要應(yīng)用于直流電源供電的逆變器的斬波器，在這種電路中，它的關(guān)斷時(shí)間通常只有（2050）s，比普通晶閘管快一個數(shù)量級。2、 逆導(dǎo)型晶閘管（RCT）普通晶閘管表現(xiàn)為正向可控閘流特性，

30、反向高阻特性，稱為逆阻型器件。逆導(dǎo)晶閘管是一個反向?qū)ǖ木чl管，是將一個晶閘管與一個續(xù)流二極管反并聯(lián)集成在同一硅片上構(gòu)成的新器件，如圖3（a）所示。逆導(dǎo)晶閘管的工作原理與普通晶閘管相同，其伏安特性如圖3（b）所示。正向表現(xiàn)為晶閘管正向伏安特性，反向表現(xiàn)為二極管特性。 與普通晶閘管相比，逆導(dǎo)晶閘管有如下特點(diǎn)：正向轉(zhuǎn)折電壓比普通晶閘管高，電流容量大，易于提高開關(guān)速度，高溫特性好（允許結(jié)溫可達(dá)150以上），減小了接線電感，縮小了裝置體積。3、 雙向晶閘管（TRIAC）圖4所示雙向晶閘管TRIAC也是一個三端器件，它有兩個主電極T1、T2和一個門極G，觸發(fā)信號加在T2極和門極G之間，它在正反兩個方向電

31、壓下均可用同一門極控制觸發(fā)導(dǎo)通。雙向晶閘管在結(jié)構(gòu)上可以看做是一對普通逆阻型晶閘管的反并聯(lián)。其符號、等效電路和陽極伏安特性如圖4所示。其特性也反映了反并聯(lián)晶閘管的組合效果，即在第一和第三象限具有對稱的陽極伏安特性。這個特征與圖1所示逆阻型晶閘管正向?qū)ㄌ匦允窍嗤?。對雙向晶閘管在門極G和主電極T2之間送入正觸發(fā)脈沖電流（IG從G流入，從T2流出）或負(fù)脈沖電流（IG從T2流入，從G流出）均能使雙向晶閘管導(dǎo)通。根據(jù)T1、T2間電壓極性的不同及門極信號極性的不同，雙向晶閘管有4種觸發(fā)和開通方式：分頁（1） 主電極T1相對T2電位為正的情況下，門極G和T2之間加正觸發(fā)脈沖電壓、電流，這時(shí)雙向晶閘管導(dǎo)通工作在第一象限，稱為I+觸發(fā)方式。（2） 主電極T1相對T2電位為正的情況下，門極G和T2之間加負(fù)觸發(fā)脈沖電壓、電流，這時(shí)雙向晶閘管導(dǎo)通也工作在第一象限，稱為I-觸發(fā)方式。（3） 主電極T2相對T1電位為正的情況下，門極G和T2之間加正觸發(fā)脈沖電壓、電流，這時(shí)雙