1、晶闸管的结构与工作原理

外形有螺栓型和平板型两种封装。

有三个联接端。

螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便。

平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。

图1.晶闸管的外形、结构和电气图形符号

a）外形b）结构c）电气图形符号

常用晶闸管的结构

按晶体管的工作原理，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分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益；ICBO1和ICBO2分别是V1和V2的共基极漏电流。由以上式可得：

图2.晶的双晶体管模型及其工作原理

a）双晶体管模型b）工作原理

在低发射极电流下a是很小的，而当发射极电流建立起来之后，a迅速增大。

阻断状态：IG=0，a1+a2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。

开通状态：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致a1+a2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA，将趋近于无穷大，实现饱和导通。IA实际上由于外电路负载的限制，会维持有限值。

其他几种可能导通的情况：

1）阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应

2）阳极电压上升率du/dt过高

3）结温较高

4）光触发

只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段。

2、晶闸管的四点工作特性

晶闸管正常工作时的特性总结如下：

1）承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

2）承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。

3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。

4）要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。

晶闸管的工作特性

1）静态特性

（1）正向特性

IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。

正向电压超过正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。

随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。

晶闸管本身的压降很小，在1V左右。

图3.晶闸管的伏安特性

（2）反向特性

反向特性类似二极管的反向特性。

反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。

当反向电压达到反向击穿电压后，可能导致晶闸管发热损坏。

2）动态特性

（1）开通过程

延迟时间td（0.5~1.5ms）

上升时间tr（0.5~3ms）

开通时间tgt以上两者之和，tgt=td+tr（1-6）

图4.晶闸管的开通和关断过程波形

（2）关断过程

反向阻断恢复时间trr

正向阻断恢复时间tgr

关断时间tq以上两者之和tq=trr+tgr（1-7）

普通晶闸管的关断时间约几百微秒