外形有螺栓型和平板型兩種封裝。
有三個聯(lián)接端。
螺栓型封裝,通常螺栓是其陽極,能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便。
平板型晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間。
圖1.晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號
a)外形b)結(jié)構(gòu)c)電氣圖形符號
常用晶閘管的結(jié)構(gòu)
按晶體管的工作原理,得:
Ic1=a1IA+ICBO1 (1-1)
Ic2=a2IK+ICBO2 (1-2)
IK=IA+IG (1-3)
IA=IC1+IC2 (1-4)
式中a1和a2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益;ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流。由以上式可得:
圖2.晶的雙晶體管模型及其工作原理
a)雙晶體管模型b)工作原理
在低發(fā)射極電流下a是很小的,而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來之后,a迅速增大。
阻斷狀態(tài):IG=0,a1+a2很小。流過晶閘管的漏電流稍大于兩個晶體管漏電流之和。
開通狀態(tài):注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致a1+a2趨近于1的話,流過晶閘管的電流IA,將趨近于無窮大,實現(xiàn)飽和導(dǎo)通。IA實際上由于外電路負(fù)載的限制,會維持有限值。
其他幾種可能導(dǎo)通的情況:
1)陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng)
2)陽極電壓上升率du/dt過高
3)結(jié)溫較高
4)光觸發(fā)
只有門極觸發(fā)是最精確、迅速而可靠的控制手段。
晶閘管正常工作時的特性總結(jié)如下:
1)承受反向電壓時,不論門極是否有觸發(fā)電流,晶閘管都不會導(dǎo)通。
2)承受正向電壓時,僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。
3)晶閘管一旦導(dǎo)通,門極就失去控制作用。
4)要使晶閘管關(guān)斷,只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。
1)靜態(tài)特性
(1)正向特性
IG=0時,器件兩端施加正向電壓,只有很小的正向漏電流,為正向阻斷狀態(tài)。
正向電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo,則漏電流急劇增大,器件開通。
隨著門極電流幅值的增大,正向轉(zhuǎn)折電壓降低。
晶閘管本身的壓降很小,在1V左右。
圖3.晶閘管的伏安特性
(2)反向特性
反向特性類似二極管的反向特性。
反向阻斷狀態(tài)時,只有極小的反相漏電流流過。
當(dāng)反向電壓達(dá)到反向擊穿電壓后,可能導(dǎo)致晶閘管發(fā)熱損壞。
(1)開通過程
延遲時間td(0.5~1.5ms)
上升時間tr(0.5~3ms)
開通時間tgt以上兩者之和,tgt=td+tr(1-6)
圖4.晶閘管的開通和關(guān)斷過程波形
(2)關(guān)斷過程
反向阻斷恢復(fù)時間trr
正向阻斷恢復(fù)時間tgr
關(guān)斷時間tq以上兩者之和tq=trr+tgr(1-7)
普通晶閘管的關(guān)斷時間約幾百微秒