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什么是晶闸管?晶闸管的工作原理?

来源:
2023-05-10
类别:基础知识
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文章创建人 拍明芯城

  什么是晶闸管?晶闸管的工作原理?

  晶闸管(Thyristor)是一种半导体器件,具有单向导通特性,类似于开关,可以在控制信号的作用下控制电路中的电流。晶闸管通常由四个层(P-N-P-N)的半导体材料组成,并具有三个电极:阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。

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  晶闸管的工作原理可以分为两个状态:阻断状态和导通状态。在正向电压作用下,晶闸管处于阻断状态,此时A极电位高于K极电位,晶闸管内部的PN结会阻止电流流动。但当施加一个正向触发电压到控制极上时,会使晶闸管的PNP结区域中的少数载流子增加,从而触发晶闸管导通。一旦晶闸管导通,就不需要再施加控制信号,电流将会持续流动,直到电路中的电流被切断或者反向电压超过晶闸管的承受电压而导致晶闸管失效。

  晶闸管可以广泛应用于电力电子控制中,例如交流电控制、直流电控制、电炉控制等领域。晶闸管具有灵敏的触发特性、大电流承受能力、快速响应速度等优点,但也存在一些缺点,例如在低电压下会有较大的电压降、在导通状态下会有较大的导通压降、易受到高温和电压冲击的影响等。为了克服这些缺点,人们提出了各种不同的晶闸管类型和改进设计,例如可控硅(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)等。

  晶闸管是一种半导体器件,类似于一个单向的电子开关,可控制电流的流动。晶闸管由四个不同掺杂程度的半导体材料组成,形成一个PNPN结构。

  晶闸管有三个电极:阳极(A)、阴极(K)和控制极(G)。当晶闸管处于正向电压下,A极电位高于K极电位,PN结区域中的空穴和电子被势垒阻挡,晶闸管处于阻止电流流动的状态,也就是开断状态。

  当施加一个正向触发脉冲信号到控制极上时,晶闸管的PNP结区域中的少数载流子会被激发,向NPN结区域注入电子,使得PNP结区域中的电流增大,从而触发晶闸管的导通。此时晶闸管将维持导通状态,即使控制信号被取消,晶闸管仍会继续导通,直到电流被切断或者反向电压超过晶闸管的承受电压而导致晶闸管失效。

  晶闸管的导通过程可以描述为:晶闸管的控制极施加正向电压,激发PNP结区域的少数载流子,使其向NPN结区域注入电子,从而激发整个PNP结区域的电流,进而导致NPN结区域的电流激增,晶闸管处于导通状态。

  晶闸管可以广泛应用于电力电子控制中,例如交流电控制、直流电控制、电炉控制等领域。晶闸管具有灵敏的触发特性、大电流承受能力、快速响应速度等优点,但也存在一些缺点,例如在低电压下会有较大的电压降、在导通状态下会有较大的导通压降、易受到高温和电压冲击的影响等。为了克服这些缺点,人们提出了各种不同的晶闸管类型和改进设计,例如可控硅(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)等。


责任编辑:David

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