項(xiàng)目5-4晶閘管課件講解

3.7晶閘管學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解晶閘管的結(jié)構(gòu)，掌握晶閘管的工作原理及其在汽車(chē)電路中的應(yīng)用。3.7.1晶閘管結(jié)構(gòu)3.7晶閘管晶閘管是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又稱可控硅(SCR)，它是一種大功率可控整流元件，只要給它的控制極以小的電流，它就像閘門(mén)打開(kāi)一樣，讓大電流通過(guò)。因此，利用晶閘管可以對(duì)大功率的電源進(jìn)行控制和變換。晶閘管具有體積小、重量輕、功耗低、壽命長(zhǎng)、效率高、控制靈敏、容量大等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。晶閘管在汽車(chē)電子設(shè)備中，起著電子開(kāi)關(guān)、調(diào)壓、調(diào)速、調(diào)光、逆變等作用。晶閘管是由三個(gè)PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件。它有三個(gè)電極：由外層P區(qū)引出的電極為陽(yáng)極A、外層N區(qū)引出的電極為陰極K、中間P區(qū)引出的電極為控制極G(又稱觸發(fā)極或門(mén)極)。

晶閘管是具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu),其外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖。G控制極K陰極陽(yáng)極

APPNN四層半導(dǎo)體三個(gè)

PN

結(jié)3.7晶閘管3.7.1晶閘管結(jié)構(gòu)KGACT3.7.1晶閘管結(jié)構(gòu)3.7晶閘管普通晶閘管的外殼結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，一種是螺栓型。螺栓一端是陽(yáng)極引出端，并利用它與散熱器固定，另一端粗的引出線是陰極，細(xì)的是控制極。另一種是扁平式(也叫平板式)。除此之外還有一種小功率塑封式晶閘管。

螺栓式的陽(yáng)極固定在散熱器上；

扁平式的中間金屬環(huán)引出線為控制極，離控制極較遠(yuǎn)的端面為陽(yáng)極，近的端面為陰極，使用時(shí)將晶閘管夾在兩散熱器中間。螺栓型平板型雙向晶閘管3.7.1晶閘管結(jié)構(gòu)3.7晶閘管3.7.1晶閘管結(jié)構(gòu)3.7晶閘管3.7.1晶閘管結(jié)構(gòu)3.7晶閘管PPNNK

GA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個(gè)晶體管的組合+KA

T2T1_PNNIGIAPNPIKGPPNNNPAGK3.7.2晶閘管的工作原理3.7晶閘管1．晶閘管的導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)陽(yáng)極接直流電源的正端，陰極經(jīng)燈接電源的負(fù)端，此時(shí)晶閘管承受正向電壓。控制極電路中開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)(不加電壓)，這時(shí)燈不亮，說(shuō)明晶閘管不導(dǎo)通。(2)陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，控制極相對(duì)于陰極也加正向電壓，這時(shí)燈亮，說(shuō)明晶閘管導(dǎo)通。3.7.2晶閘管的工作原理3.7晶閘管1．晶閘管的導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)(3)導(dǎo)通后，如去掉控制極電壓，燈仍然亮。表明繼續(xù)導(dǎo)通，即晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極就失去控制作用。(4)陽(yáng)極和陰極間加反向電壓，無(wú)論控制極加不加電壓，燈都不亮，晶閘管截止。(5)如果控制極加反向電壓，晶閘管陽(yáng)極回路無(wú)論加正向電壓還是反向電壓，晶閘管都不導(dǎo)通。3.7.2晶閘管的工作原理3.7晶閘管2．晶閘管的導(dǎo)通、關(guān)斷條件晶閘管導(dǎo)通時(shí)必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：(1)晶閘管陽(yáng)極電路加正向電壓；(2)控制極電路加適當(dāng)正向電壓(實(shí)際加正觸發(fā)脈沖信號(hào))。晶閘管關(guān)斷的條件是：在陽(yáng)極與陰極之間加反向電壓，或去掉正向電壓，使流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極主電流小于某一數(shù)值。T1T2A

在極短時(shí)間內(nèi)使兩個(gè)三極管均飽和導(dǎo)通，此過(guò)程稱觸發(fā)導(dǎo)通。形成正反饋過(guò)程KGEA>0、EG>0EGEA+_R3.7晶閘管3．晶閘管的工作原理可看作兩個(gè)三極管的組合。3.7晶閘管1.正向阻斷峰值電壓UFRM在控制極斷開(kāi)和晶閘管正向阻斷的情況下，允許重復(fù)加到晶閘管陽(yáng)極與陰極之間的正向峰值電壓。2.反向阻斷峰值電壓URRM在控制極斷開(kāi)的情況下，允許重復(fù)加到晶閘管陽(yáng)極與陰極間的反向峰值電壓。如果晶閘管的UFRM和URRM不相等，則取較小的那個(gè)電壓值，作為該元件的額定電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，由于晶閘管的過(guò)載能力較差，所以在選擇晶閘管的額定值時(shí)，需要留有一定的余量。通常選額定電壓和額定電流是實(shí)際工作電壓和工作電流的2倍左右。3.7.3晶閘管的主要參數(shù)3.7晶閘管3.額定正向平均電流IF在環(huán)境溫度不超過(guò)40℃和規(guī)定的散熱條件下，晶閘管的陽(yáng)極與陰極之間允許連續(xù)通過(guò)的工頻正弦半波電流的平均值。應(yīng)當(dāng)指出的是，晶閘管的額定正向平均電流并不是一成不變的，它與環(huán)境溫度、散熱條件、元件的導(dǎo)通角等因素有關(guān)。4.維持電流IH在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷開(kāi)的情況下，維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通所需要的最小陽(yáng)極電流，稱為維持電流。當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極電流小于此值時(shí)，晶閘管將自行關(guān)斷。IH一般為幾十至二三百毫安。3.7.3晶閘管的主要參數(shù)3.7晶閘管晶閘管式燃油油量警告燈電路：當(dāng)儀表電源穩(wěn)壓器每輸送一個(gè)電壓脈沖給指示表，在可變電阻式傳感器上便會(huì)出現(xiàn)油液位成比例的脈沖電壓。當(dāng)油液位下降時(shí)，串入指示表電路中的可變電阻值增大，脈沖電壓振幅增大，當(dāng)脈沖電壓達(dá)到一定值時(shí)，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，使警告燈點(diǎn)