1、第七章 半導體器件第三節 晶閘管第三節 晶閘管【教學目標】 1了解晶閘管的結構； 2理解晶閘管的工作特性； 3掌握晶閘管的主要參數、伏安特性；【教學重點】 晶閘管的工作特性和伏安特性 【教學難點】 晶閘管的主要參數 晶閘管工作特性和伏安特性的理解一、晶閘管的結構 晶閘管的外形有平面型、螺栓型和小型塑封 型等幾種，其外型和符號如下圖所示。 晶閘管有三個極：陽極A、陰極K和控制極G。1.晶閘管的外型和符號一、晶閘管的結構晶閘管的外型和符號圖一、晶閘管的結構圖示晶閘管的內部結 構，它是由四層半導體(P、N、P、N)，三個PN 結組成。由最外層的P層和N層 分別引出陽極A和陰極 K，由中間的P層引出控

2、 制極G。2.晶閘管的內部結構二、晶閘管工作特性下圖是晶閘管工作特性的實驗電路。主回路：圖中晶閘管陽極A、陰極K、負載(這 里是燈泡)和電源VAA構成的回路，控制回路：控制極G、陰極K、開關S和電源VGG 成的回路。通過給主回路及控制回路加載不同電壓觀察燈 的狀態實驗，發現晶閘管的工作特性。1.實驗測試晶閘管的工作特性晶閘管特性實驗電路二、晶閘管工作特性1反向阻斷性給閘管加反向電壓，即陽極A接電源負極，陰極 K接電源正極，而控制極不加電壓或加正向(或反 向)電壓，燈泡都不亮。 說明晶閘管不導通，具有反向阻斷性。2正向阻斷性晶閘管加正向電壓(陽極A接電源正極，陰極K接 電源負極)，而控制極不加正

3、向電壓，燈泡不亮。 說明晶閘管不導通，具有正向阻斷性。二、晶閘管工作特性3正向觸發導通陽極與陰極之間加正向電壓，控制極和陰極之間 也加正向電壓(叫觸發電壓，G接電源正極K接電 負極)，當S閉合時，則燈泡亮。 說明晶閘管正向觸發導通。4持續導通晶閘管一旦導通，除去觸發電壓(斷開開關S)， 燈仍然亮，晶閘管繼續導通。 說明晶閘管控制極的作用僅是觸發晶閘管導通， 一旦晶閘管導通，控制極便失去作用。5重新關斷 要使已導通的晶閘管重新關斷，必須把陽極電壓減小到一定值或零。 導通和關斷是晶閘管的兩種基本工作狀態三、晶閘管的伏安特性右圖的晶閘管陽極特性曲線表示：當控制電流一定時，陽極電流與陽極電壓之間的關系

4、。圖中橫坐標表示陽極電壓，縱坐標表示陽極電流，并以控制極電流作為參變量。晶閘管陽極伏安特性曲線三、晶閘管的伏安特性1正向阻斷特性在控制極電流IG=0時，雖然陽極電壓較大，但陽 極電流很小(稱正向漏電電流)，晶閘管處于正向 阻斷狀態。當正向電壓上升到正向轉折電壓UB0時，正向電 流突然增大，晶閘管由正向阻斷轉化為正向導 通.此時IA沿曲線BC變化，且陽極電壓的微小增 加會引起陽極電流的急劇增大。當陽極電壓減小時，陽極電流迅速減少，當小到 某一數值時，晶閘管由導通轉化為關斷。此時的 電流叫維持電流，用IH表示。三、晶閘管的伏安特性2控制正向導通特性當控制極加上正向電壓時，控制極有正向電流 IG，晶

5、閘管由正向阻斷轉化為正向導通所需要的 正向電壓大大低于正向轉折電壓UB0，IG越大，所 需的正向導通電壓越低。 例如，IG=0時，UA= UB0=400V，當IG=15mA時， UA=5V即可導通。三、晶閘管的伏安特性3反向阻斷特性當陽極加反向電壓時，反向電流很小，晶閘管處 于反向阻斷狀態。當反向電壓大于某一數值UBR時，反向電流急劇增 大，使晶閘管反向導通，此時的電壓叫反向擊穿 電壓。反向擊穿會使晶閘管永久損壞。四、晶閘管的主要參數1.通態平均電流 在規定環境溫度和散熱條件下，允許通過陽極和陰極間 電流的平均值。2.斷態重復峰值電壓 （又叫正向耐壓值）在控制極斷開和正向阻斷條件下，允許重復加于陽極的 正向峰值電壓。一般規定：正向轉折電壓UB0 減去100V。3.反向阻斷峰值電壓 在控制極斷開條件下，允許重復加在陽極的最大反向電 壓，也叫反向耐壓值。一般規定為反向擊穿電壓減去100 V。四、晶閘管的主要參數4.控制極觸發電壓 在陽極加6V直流電壓條件下，使晶閘管從阻斷變為導通所需的最小控制極直流電壓。5.控制極觸發電流 在陽極加6V直流電壓條件下，使晶閘管從阻斷變為導通所需的最小控制極直流電流。6.維持電流 在規定的環境溫度和控制極斷開的條件下，要保持晶閘管處于導通狀態所需要的最小正向電流。【課堂練習】 教材中“思考與練習”第2、3、4題。第三節 晶閘管【課堂小結】 1.