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1、双向晶闸管（晶闸管知识归纳与总结）
双向晶闸管(晶闸管知识归纳与总结)
晶闸管是晶闸管的简称，也可以称为可控硅，以前被称为可控硅。晶闸管是PNPN四层半导体结构，有三极:阳极、阴极和栅极；晶闸管的工作条件是:在栅极加直流电压和触发电流；其衍生器件有:快速晶闸管、双向晶闸管、反向晶闸管、光控晶闸管等。它是一种大功率开关半导体器件，在电路中用字符“V”和“VT”表示(在旧标准中用字母“SCR”表示)。
晶闸管具有硅整流器件的特性，可以在高压大电流条件下工作，工作过程可控。它们广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变器和变频等电子电路中。
晶闸管不同于晶体管
晶体管:晶体管是固体半导体器件，可用于检测、整流、放大、开关、稳压、信号调制等诸多功能。作为可变开关，晶体管基于输入电压控制流出电流。
晶体管和晶闸管的区别
(1)晶体管是一种固体半导体器件，具有检测、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。作为可变电流开关，晶体管可以根据输入电压控制输出电流。与普通的机械开关(如继电器、开关)不同，晶体管利用电信号控制自身的开、关，开关速度可以很快，实验室的开关速度可以达到100GHz以上。
(2)晶闸管，也叫晶闸管，有阳极、阴极和控制电极，其中有四层PNPN半导体和三个PN结。当电压没有施加到控制电极时，阳极(+)和阴极(-)之间的直流电压不导通，阴极(+)和阳极(-)之间的反向电压也不导通，分别称为正向阻断和反向阻断。阳极(+)和阴极(-)加直流电压，控制电极(+)和阴极(-)加电压触发，使晶闸管导通。此时，触发电压从控制电极移除，晶闸管仍然导通，这称为触发导通。要关断(不导通)，只要电流小于保持电流ok，也可以关断直流电压。
晶闸管的四点工作特性
晶闸管在正常运行时的特性总结如下:
1)在反向电压下，无论栅极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。
2)承受直流电压时，晶闸管只有在栅极有触发电流时才能导通。
3)晶闸管一旦导通，门就会失去控制。
4)要关断晶闸管，晶闸管的电流只能降低到接近于零的某个值以下。
晶闸管是半控电力电子器件，其工作条件如下:
1.当晶闸管承受反向阳极电压时，无论栅极承受什么电压，晶闸管都处于反向阻断状态。
2.当晶闸管承受正极电压时，只有当栅极承受直流电压时，晶闸管才导通。此时晶闸管处于正向导通状态，这是晶闸管的晶闸管特性，即可控特性。
3.晶闸管导通时，只要有一定的正极电压，不管栅极电压如何，晶闸管都会保持导通，即晶闸管导通后，栅极就会失去作用。大门只是作为一个触发器。
4.当晶闸管导通时，当主电路的电压(或电流)下降到接近零时，晶闸管关断。
全控晶闸管的工作条件:
1.当晶闸管承受反向阳极电压时，无论栅极承受什么电压，晶闸管都处于反向阻断状态。
2.当晶闸管承受正阳极电压时，只有当栅极承受直流电压(或电流)时，晶闸管才导通。此时，晶闸管处于正向导通状态。
3.晶闸管一旦开始导通，就被箝位在导通状态，此时可以取消电流。晶闸管不能被栅极关断，而是像二极管一样导通，直到电流降至零，反向偏置电压作用在晶闸管上。当晶闸管再次进入正向阻断状态时，允许栅极在可控时间触发晶闸管再次导通。
1.当晶闸管承受反向阳极电压时，无论栅极承受什么电压，晶闸管都会关断。2.当晶闸管承受正极电压时，只有当栅极承受直流电压时，晶闸管才导通。3.晶闸管导通时，只要有一定的正极电压，不管栅极电压如何，晶闸管都会保持导通，即晶闸管导通后，栅极就会失去作用。4.当晶闸管导通时，当主电路的电压(或电流)降低到接近零时，晶闸管关断。
导通条件门极管导通的条件是阳极承受直流电压，只有对栅极施加正向触发电压，才能导通处于阻断状态的晶闸管。施加到栅极的正触发脉冲的最小宽度应该能够使阳极电流达到维持导通状态所需的最小阳极电流，即保持电流i1或更大。晶闸管管导通后的压降很小。关断导通的晶闸管的条件是将流经晶闸管的电流减小到一个小值，即保持电流IH。有两种方法:1。将正向阳极电压降低到某个值以下，或增加反向阳极电压。2.增加负载电路中的电阻。
晶闸管是一种四层三端器件。它有三个PN结J1，J2和JBOY3乐队。图1，中间的NP可以分成两部分，形成PNP晶体管和NPN晶体管的复合管。图2
当晶闸管承受正向阳极电压时，为了使晶闸管导通铜，承受反向电压的PN结J2必然失去阻断作用。在图2中，每个晶体管的集电极电流也是另一个晶体管的基极电流。因此，当有足够的栅极电流Ig流入两个复合晶体管电路时，将形成强正反馈，这将导致两个晶体管饱和，晶体管饱和。
设PNP管和NPN管的集电极电流分别为Ic1和Ic2发射极电流分别为Ia和Ik；电流放大系数为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik。设流经J2结的反向漏电流为Ic0。
晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流之和:
Ia=Ic1+Ic2+Ic0或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0
如果栅极电流为Ig，则SCR阴极电流为Ik=Ia+Ig
因此可以得出晶闸管的阳极电流为I = (IC0+IGA2)/(1-(A1+A2)) (1-1)
硅PNP晶体管和硅NPN晶体管对应的电流放大系数a1和a2随着发射极电流的变化而快速变化，如图3所示。
当晶闸管承受正向阳极电压，栅极不承受电压时，在公式(1-1)中，Ig=0，(a1+a2)很小，所以晶闸管的阳极电流Ia≈Ic0处于正向阻断状态。当晶闸管处于正阳极电压时，电流Ig从栅极G流出，由于Ig大到足以流过NPN管的发射极结，启动电流的放大系数a2增大，足够大的电极电流Ic2流过PNP管的发射极结，PNP管的电流放大系数a1增大，产生更大的红豆博客。这样一个强有力的正反馈过程进行得很快。从图3可知，当a1和a2随着发射极电流和(a1+a2)≈1而增加时，公式(1-1)中的分母1-(a1+a2)≈0增加了晶闸管的阳极电流Ia。此时，流经晶闸管的电流完全由主电路的电压和电路电阻决定。晶闸管处于正向导通状态。
式(1-1)中，晶闸管导通后，1-(a1+a2)≈0，即使栅极电流Ig=0，晶闸管仍能保持不变。
阳极电流Ia继续传导。晶闸管接通后，门电路就失去了功能。
晶闸管导通后，如果电源电压持续降低或回路电阻增大，使阳极电流Ia下降到保持电流IH以下，由于a1和a1下降很快，当1-(a1+a2)≈0时，晶闸管回到闭锁状态。
2、双向可控硅的工作原理
双向可控硅的工作原理
1.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成
当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。
由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。
由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化
2,触发导通
在控制极G上加入正向电压时（见图5）因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作用（见图2）的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致图3的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。
一、可控硅的概念和结构？
晶闸管又叫可控硅。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。
图2
二、晶闸管的主要工作特性
为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢?
图3
这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。
晶闸管的特点： 是“一触即发”。但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。
三、用万用表可以区分晶闸管的三个电极吗?怎样测试晶闸管的好坏呢?
普通晶闸管的三个电极可以用万用表欧姆挡R×100挡位来测。大家知道，晶闸管G、K之间是一个PN结〔图2(a)〕，相当于一个二极管，G为正极、K为负极，所以，按照测试二极管的方法，找出三个极中的两个极，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表黑表笔接的是控制极G，红表笔接的是阴极K，剩下的一个就是阳极A了。测试晶闸管的好坏，可以用刚才演示用的示教板电路(图3)。接通电源开关S，按一下按钮开关SB，灯泡发光就是好的，不发光就是坏的
四、晶闸管在电路中的主要用途是什么?
普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路。现在我画一个最简单的单相半波可控整流电路〔图4(a)〕。在正弦交流电压U2的正半周期间，如果VS的控制极没有输入触发脉冲Ug，VS仍然不能导通，只有在U2处于正半周，在控制极外加触发脉冲Ug时，晶闸管被触发导通。现在，画出它的波形图〔图4(c)及(d)〕，可以看到，只有在触发脉冲Ug到来时，负载RL上才有电压UL输出(波形图上阴影部分)。Ug到来得早，晶闸管导通的时间就早；Ug到来得晚，晶闸管导通的时间就晚。通过改变控制极上触发脉冲Ug到来的时间，就可以调节负载上输出电压的平均值UL(阴影部分的面积大小)。在电工技术中，常把交流电的半个周期定为180°，称为电角度。这样，在U2的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。很明显，α和θ都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。通过改变控制角α或导通角θ，改变负载上脉冲直流电压的平均值UL，实现了可控整流。
五、在桥式整流电路中，把二极管都换成晶闸管是不是就成了可控整流电路了呢?
在桥式整流电路中，只需要把两个二极管换成晶闸管就能构成全波可控整流电路了。现在画出电路图和波形图(图5)，就能看明白了。
六、晶闸管控制极所需的触发脉冲是怎么产生的呢?
晶闸管触发电路的形式很多，常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、利用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路，等等。今天大家制作的调压器，采用的是单结晶体管触发电路。
七、什么是单结晶体管?它有什么特殊性能呢?
单结晶体管又叫双基极二极管，是由一个PN结和三个电极构成的半导体器件(图6)。我们先画出它的结构示意图〔图7(a)〕。在一块N型硅片两端，制作两个电极，分别叫做第一基极B1和第二基极B2；硅片的另一侧靠近B2处制作了一个PN结，相当于一只二极管，在P区引出的电极叫发射极E。为了分析方便，可以把B1、B2之间的N型区域等效为一个纯电阻RBB，称为基区电阻，并可看作是两个电阻RB2、RB1的串联〔图7(b)〕。值得注意的是RB1的阻值会随发射极电流IE的变化而改变，具有可变电阻的特性。如果在两个基极B2、B1之间加上一个直流电压UBB，则A点的电压UA为：若发射极电压UE 八、怎样利用单结晶体管组成晶闸管触发电路呢? 单结晶体管组成的触发脉冲产生电路在今天大家制作的调压器中已经具体应用了。为了说明它的工作原理，我们单独画出单结晶体管张弛振荡器的电路(图8)。它是由单结晶体管和RC充放电电路组成的。合上电源开关S后，电源UBB经电位器RP向电容器C充电，电容器上的电压UC按指数规律上升。当UC上升到单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管突然导通，基区电阻RB1急剧减小，电容器C通过PN结向电阻R1迅速放电，使R1两端电压Ug发生一个正跳变，形成陡峭的脉冲前沿〔图8(b)〕。随着电容器C的放电，UE按指数规律下降，直到低于谷点电压UV时单结晶体管截止。这样，在R1两端输出的是尖顶触发脉冲。此时，电源UBB又开始给电容器C充电，进入第二个充放电过程。这样周而复始，电路中进行着周期性的振荡。调节RP可以改变振荡周期。 九、在可控整流电路的波形图中，发现晶闸管承受正向电压的每半个周期内，发出第一个触发脉冲的时刻都相同，也就是控制角α和导通角θ都相等，那么，单结晶体管张弛振荡器怎样才能与交流电源准确地配合以实现有效的控制呢? 为了实现整流电路输出电压“可控”，必须使晶闸管承受正向电压的每半个周期内，触发电路发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这种相互配合的工作方式，称为触发脉冲与电源同步。 在这里单结晶体管张弛振荡器的电源是取自桥式整流电路输出的全波脉冲直流电压。在晶闸管没有导通时，张弛振荡器的电容器C被电源充电，UC按指数规律上升到峰点电压UP时，单结晶体管VT导通，在VS导通期间，负载RL上有交流电压和电流，与此同时，导通的VS两端电压降很小，迫使张弛振荡器停止工作。当交流电压过零瞬间，晶闸管VS被迫关断，张弛振荡器得电，又开始给电容器C充电，重复以上过程。这样，每次交流电压过零后，张弛振荡器发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这个时刻取决于RP的阻值和C的电容量。调节RP的阻值，就可以改变电容器C的充电时间，也就改变了第一个Ug发出的时刻，相应地改变了晶闸管的控制角，使负载RL上输出电压的平均值发生变化，达到调压的目的。 双向晶闸管的T1和T2不能互换。否则会损坏管子和相关的控制电路。 本文关键词：双向晶闸管的三个管脚分别叫什么极?，双向晶闸管怎么测量好坏，双向晶闸管的额定电流是以什么定义的，双向晶闸管的额定电流用什么表示，双向晶闸管符号。这就是关于《双向晶闸管，双向晶闸管怎么测量好坏（双向可控硅的工作原理）》的所有内容，希望对您能有所帮助！
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