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晶闸管的工作原理
发布时间:2011-10-14 12:59:52 浏览量:1708

  

   

     晶闸管的工作原理:在中频炉中整流侧关断时间采用kp-60微秒以内,逆变侧关短时间采用kk-30微秒以内这也是kp管与kk管的主要区别晶闸管t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。

晶闸管的工作条件:

1. 晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受和种电压,晶闸管都处于关短状态。

2. 晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。

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。

 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。从晶闸管的内部分析工作过程:晶闸管是四层三端器件,它有j1、j2、j3三个pn结图1,可以把它中间的np分成两部分,构成一个pnp型三极管和一个npn型三极管的复合管图2 当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导铜,必须使承受反向电压的pn结j2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此,两个互相复合的晶体管电路,当有足够的门机电流ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通,晶体管饱和导通。

设pnp管和npn管的集电极电流相应为ic1和ic2;发射极电流相应为ia和ik;电流放大系数相应为a1=ic1/ia和a2=ic2/ik,设流过j2结的反相漏电电流为ic0,

晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和:

ia=ic1+ic2+ic0 或ia=a1ia+a2ik+ic0

若门极电流为ig,则晶闸管阴极电流为ik=ia+ig

从而可以得出晶闸管阳极电流为:i=(ic0+iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式

硅pnp管和硅npn管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化

当晶闸管承受正向阳极电压,而门极未受电压的情况下,式(1—1)中,ig=0,(a1+a2)很小,故晶闸管的阳极电流ia≈ic0 晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下,从门极g流入电流ig,由于足够大的ig流经npn管的发射结,从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流ic2流过pnp管的发射结,并提高了pnp管的电流放大系数a1,产生更大的极电极电流ic1流经npn管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。从图3,当a1和a2随发射极电流增加而(a1+a2)≈1时,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶闸管的阳极电流ia.这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。

式(1—1)中,在晶闸管导通后,1-(a1+a2)≈0,即使此时门极电流ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流ia而继续导通。晶闸管在导通后,门极已失去作用。

在晶闸管导通后,如果不断的减小电源电压或增大回路电阻,使阳极电流ia减小到维持电流ih以下时,由于a1和a1迅速下降,当1-(a1+a2)≈0时,晶闸管恢复阻断状态。

 
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