晶闸管参数(晶闸管的术语)

可控硅整流器(SCR)是一种大功率电气元件，也称为晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长的优点。在自动控制系统中，它可以作为大功率驱动装置，用小功率控制器控制大功率设备。它已广泛应用于交流/DC电机调速系统、功率调节系统和伺服系统。

可控硅有两种:单向可控硅和双向可控硅。triac也叫triac，简称TRIAC。双向晶闸管在结构上相当于两个单向晶闸管反向连接，具有双向导通功能。它的开关状态由栅极G决定，给控制电极G加一个正脉冲(或负脉冲)可以使它正向(或反向)导通。这种器件的优点是控制电路简单，不存在反向耐压问题，特别适用于交流无触点开关。

晶闸管是晶闸管的缩写，也称为可控硅整流器，以前简称可控硅整流器。1957年，美国通用电气公司研制出世界上第一个晶闸管产品，并于1958年商业化。晶闸管是PNPN的四层半导体结构，有三极:阳极、阴极和栅极；晶闸管的工作条件是:在门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。它是一种信息资源开放的大功率网关半导体器件，用电路中的字母“V”和“VT”表示(旧标准中的字母“SCR”)。具有晶闸管硅整流器件的特性，能在高电压、大电流下工作，工作过程可控。广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变器、变频等电子电路中。

可控硅整流器(晶闸管)术语

学期

it(av)-平均通态电流

VRRM反向重复峰值电压IDRM关断状态重复峰值电流

一个周期无重复的ITSM通态浪涌电流

VTM通态峰值电压

IGT门触发电流

VGT门触发电压

IH保持电流

DV/DT-关态电压的临界上升速率

di/dt-通态电流的临界上升速率

Rthjc -外壳热阻

ⅵⅵSO模块隔离电压

Tjm -额定结温

VDRM -开态重复峰值电压

IRRM反向重复峰值电流

if(AV)-正向平均电流

峰值门功率

pg-平均门功率

可控硅整流器(晶闸管)的参数和用途

主要参数

电流

1.额定通态电流(IT)是最大稳定工作电流，俗称电流。它常用的可控硅一般是从一安培到几十安培。

2.反向重复峰值电压(VRRM)或关态重复峰值电压(VDRM)，俗称耐压。常用晶闸管的VRRM/VDRM一般为几百伏到一千伏。

3.栅极触发电流(IGT)，俗称触发电流。常用晶闸管的IGT一般为几微安到几十毫安。

4.在规定的环境温度和散热条件下，允许通过阴极和阳极的平均电流。

包裹

可控硅常用的封装形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220ABC、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252、SOT-23、SOT23-3L等。

使用

普通晶闸管最基本的用途是可控整流。常见的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果用晶闸管代替二极管，就可以构成可控整流电路。以最简单的单相半波可控整流电路为例。在正弦交流电压U2的正半周期间，如果触发脉冲Ug没有输入到VS的控制电极，VS仍然不能接通。只有当U2处于正半周并且触发脉冲Ug施加到控制电极时，晶闸管才被触发导通。画出它的波形(c)和(d)。只有当触发脉冲Ug到达时，电压UL才会在负载RL上输出。Ug来的早，晶闸管开通的早；Ug来晚了，晶闸管就晚一点开通。通过改变触发脉冲Ug在栅极上的到达时间，可以调整负载上的输出电压的平均值UL。在电气技术中，交流电的半周常被设定为180°，称为电角度。这样，在U2的每一个正半周，从零值到触发脉冲到达的瞬间所经历的电角度称为控制角；晶闸管在每个正半周导通的电角度称为导通角。显然，和都用来表示晶闸管在直流电压半周内的导通或截止范围。通过改变控制角或导通角，改变负载上脉冲DC电压的平均值UL，实现可控整流。

1.小功率塑封双向晶闸管通常用作声光照明控制系统。额定电流:IA小于2A。

2:大；中功率塑封和铁封晶闸管通常用作功率型可控调压电路。如可调电压输出的DC电源等。

3.工业上通常使用大功率高频可控硅整流器；高频熔炼炉等。

可控硅整流器(晶闸管)的电流和电压变化

1.大门上的噪音水平

在有电噪声的环境中，如果栅极上的噪声电压超过VGT，并且有足够的栅极电流激励晶闸管内部的正反馈，它也会被触发导通。

安装时，电网外的连接应尽可能短。当连接不能很短时，可以用绞合线或屏蔽线来减少干扰的侵入。然后在G和MT1之间加一个1K的电阻降低其灵敏度，或者并联一个100nf的电容滤除高频噪声。

2.关于转换电压的变化率

驱动大电感负载时，负载电压和电流之间存在较大的相移。当负载电流过零时，双向晶闸管(晶闸管)开始换向，但由于相移，电压不会为零。因此，要求可控硅整流器(晶闸管)快速关断该电压。如果此时换向电压的变化超过允许值，则没有足够的时间来释放结间的电荷，triac(晶闸管)被迫返回导通状态。

为了克服上述问题，可以在端子MT1和MT2之间添加RC网络，以限制电压的变化，从而防止错误触发。一般电阻100R，电容100nF。值得注意的是，这个电阻不能省略。

3.关于转换电流的变化率

当负载电流增大、电源频率增大或电源非正弦时，转换电流的变化率会增大，这种情况最容易发生在感性负载的情况下，容易导致器件的损坏。这时可以在负载电路中串联几毫亨空的气体电感。

4.关于晶闸管开路电压的变化率DVD/DT

当小于其VDFM的快速变化电压施加在关断状态的三端双向可控硅开关上时，内部电容的电流将产生足够的栅极电流来开启晶闸管。这在高温下尤其严重，此时可以在MT1和MT2之间增加一个RC缓冲电路来限制VD/DT，或者可以使用高速晶闸管(晶闸管)。

5.关于连续峰值开路电压VDRM

当电源异常时，晶闸管两端的电压将超过连续峰值开路电压VDRM的最大值，晶闸管的漏电流将增大并击穿。如果负载能允许很大的浪涌电流，那么硅片上的局部电流密度就很高，所以先接通这一小部分。导致芯片烧毁或损坏。此外，白炽灯、容性负载或短路保护电路会产生较高的浪涌电流，因此可以添加滤波器和箝位电路，以防止尖峰(毛刺)电压施加到三端双向可控硅开关上。

可控硅整流器(晶闸管)的测试模式

区别

从外观上看，可控硅分为螺旋式、平板式和平底式，螺旋式应用广泛。可控硅整流器有三个电极——阳极(a)、阴极(c)和控制电极(g)。其核心是由重叠的P型导体和N型导体组成的四层结构，有三个PN结。其结构与只有一个PN结的硅整流二极管有很大不同。可控硅的四层结构及其控制极的引用，为其“以小控大”的优良控制特性奠定了基础。当使用可控硅整流器时，只要向控制电极施加小的电流或电压，就可以控制大的阳极电流或电压。电流容量为几百安培甚至几千安培的晶闸管。一般5安培以下的SCR称为低功率SCR，50安培以上的SCR称为大功率SCR。

电压测量方法

为什么SCR具有“以小控大”的可控性？下面我们用图表-27来简单分析一下SCR的工作原理。

首先，从阴极开始的第一、二、三层可以看作是一个NPN晶体管，而第二、三、四层则构成了另一个PNP晶体管。其中，二层和三层由两个重叠的管道共用。当在阳极和阴极之间加上直流电压Ea，在控制电极G和阴极C(相当于BG1的基极-发射极)之间输入正触发信号时，BG1会产生基极电流Ib1，经过放大后，BG1会有一个加倍的集电极电流IC1。因为BG1的集电极连接到BG2的基极，所以IC1是BG2的基极电流Ib2。BG2将比Ib2(Ib1)放大2倍的集电极电流IC2送回BG1基极放大。循环放大，直到BG1和BG2完全打开。实际上，这个过程是一个“触发”过程。对于晶闸管，触发信号加到控制电极上，晶闸管立即导通。导通时间主要取决于SCR的性能。

一旦晶闸管被触发导通，由于循环反馈，流入BG1基极的电流不仅仅是最初的Ib1，而是被BG1和BG2放大的电流(1*2*Ib1)，远大于Ib1，足以让BG1持续导通。此时，即使触发信号消失，晶闸管仍将保持导通。只有当电源Ea关断或Ea降低，使BG1和BG2的集电极电流小于保持导通的最小值时，晶闸管才能关断。当然，如果Ea的极性颠倒，BG1和BG2将由于反向电压而关闭。此时，即使输入触发信号，晶闸管也无法工作。另一方面，Ea接正方向，而触发信号为负，晶闸管不能导通。另外，如果不加触发信号，正极电压大于一定值，晶闸管也会导通，但已经是异常了。

晶闸管的这种由触发信号(小触发电流)(晶闸管中的大电流)控制的可控特性，是区别于普通硅整流二极管的重要特征。

普通可控硅的三个电极可以用万用表欧姆档R100测量。众所周知，晶闸管G和K之间有一个PN结(A)，相当于一个二极管，G为正极，K为负极。因此，按照测试二极管的方法，找出三个极中的两个，测量它们的正负电阻。电阻小的时候，万用表的黑笔接在控制极G上，就可以用刚才演示的教学板电路了。打开电源开关S，按下按钮开关SB，灯泡好，不亮就是坏。

测量方法

识别可控硅三极的方法很简单。根据pn结原理，用万用表测量三极之间的电阻值即可。

阳极和阴极之间的正向和反向电阻都在几十万欧姆以上，阳极和控制电极之间的正向和反向电阻都在几十万欧姆以上(两者之间有两个pn结，方向相反，所以阳极和控制电极都被阻断)。

在控制电极和阴极之间有一个pn结，所以它的正向电阻在几欧姆到几百欧姆的范围内，反向电阻大于正向电阻。但是栅电极的二极管特性并不理想，反向没有完全阻断，可以通过比较大的电流。所以有时候测得的栅电极反向电阻比较小，并不代表栅电极特性不好。另外，测量控制电极的正负电阻时，万用表要放在R*10或R*1档，防止电压过大造成控制电极反向击穿。

如果测量到元件的阳极和阴极正向和反向短路，或者阳极和控制电极短路，或者控制电极和阴极短路，或者控制电极和阴极开路，则元件损坏。

它是可控硅元件的缩写，是一种四层结构的大功率半导体器件，有三个PN结。实际上，可控硅的作用不仅仅是整流，还有无触点开关快速接通或关断电路，实现将直流电转换成交流电的逆变，将一种频率的交流电转换成另一种频率的交流电等等。和其他半导体器件一样，可控硅具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。随着半导体技术的出现，它已从弱电领域进入高压领域，成为工业、农业、交通运输、军事研究、商业和民用电器等领域争相采用的元件。

单向晶闸管的特性和工作原理

单向晶闸管很像二极管，但它比二极管多一个栅极G，其导通可以控制。

实验晶闸管导通实验

(1)步骤:

1)如图所示连接电路板上的电路图。

2)关闭S1，断开S2。此时，灯亮/灭。(不亮)

3)关闭S1和S2。此时，灯亮/灭。(明亮)

4)关闭S2，并关闭/不关闭灯。(不熄灭)

5)关闭S1。这时，灯灭了。

6)反向连接晶闸管，无论S1和S2是打开还是关闭，灯都不会打开/关闭。(不亮)

(2)实验结论:

1)传导条件:

①晶闸管A和k之间的正向偏置。

②晶闸管G和K也必须正向偏置。

2)晶闸管开通后，当门极电压降低或去除时，晶闸管仍然开通(UGK故障)。

3)当晶闸管导通后关断时，阳极电流必须减小到小于晶闸管的某一电流值。

(3)工作原理

1)晶闸管具有微弱电流触发信号控制IAK的功能。

2)单向晶闸管的特性是由其内部结构决定的。从等效电路中，

①可以认为是由NPN晶体管和PNP晶体管组成。

②在A和K之间加直流电压，V1和V2不导通，晶闸管关断。

当晶闸管导通时，总压降约为1 V。

单向晶闸管的主要参数

(1)额定正向平均电流

定义:在规定的环境温度和散热条件下，阳极和阴极之间允许通过的平均电流。

(2)保持电流

定义:在规定的环境温度和控制极开路条件下，保证晶闸管处于导通状态所需的最小正向电流，通常为几毫安到几十毫安。

(3)栅极触发电压和电流

定义:在环境温度和一定直流电压下，控制晶闸管从关断到导通所需的最小直流电压和电流。一般小功率晶闸管的触发电压在1 V左右，触发电流在0.00 mA到几mA；中等功率以上晶闸管的触发电压约为几伏到几十伏，电流为几毫安到几百毫安。

(4)正向翻转电压

当控制极断开时，施加在晶闸管阳极和阴极上的电压。

(5)反向电阻的峰值电压

这是安全操作的最大电压。一般晶闸管的额定电压是指峰值电压。

三极管交流开关

triac是什么意思，triac？

双向晶闸管也叫双向晶闸管。普通晶闸管本质上是一种DC控制器件。为了控制交流负载，

两个晶闸管必须以相反的极性并联连接，以便每个晶闸管控制一个半波。

因此需要两套独立的触发电路，使用不便。双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展起来的。它们不仅可以代替两个极性相反的并联晶闸管，而且只需要一个触发电路。它们是目前理想的交流开关器件。它的英文名TRIAC是三端双向交流开关的意思。

回答补充

下图显示了双向晶闸管的结构；

回答补充

双向晶闸管(晶闸管)的结构原理:双向晶闸管具有双向交替通断的特性。双向可控硅整流器本质上是两个反并联的单向可控硅整流器。它是一种半导体器件，由五层NPNPN半导体形成三个电极和四个PN结。

。因为主电极的结构是对称的(都是从N层引出的)，所以它的电极不像单向可控硅那样分别叫做阳极和阴极，而是叫做第一电极A1和靠近控制电极的另一个电极A2。

三端双向可控硅开关的主要缺点是承受电压上升率的能力低。这是因为当三端双向可控硅单向导通时，硅片各层的载流子还没有回到关态位置，必须采取相应的保护措施。双向可控硅元件主要用于交流控制电路，如温度控制、灯光控制、防爆交流开关和DC电机调速及换向电路。

用万用表电阻R*1挡和红黑笔分别测量任意两个针脚间的正负电阻，结果显示两组读数为无穷大。如果一组是几十欧姆，红黑表的两个管脚是第一阳极A1和控制电极G，另一个空管脚是第二阳极A2。确定A1和G极后，仔细测量A1和G极之间的正负电阻。连接到读数相对较小的黑色笔的管脚为第一阳极A1，连接到红色笔的管脚为控制极g，将黑色探针连接到确定的第二阳极A2，红色探针连接到第一阳极A1。此时万用表指针不应偏转，电阻值为无穷大。然后，将A2和G极瞬间短路，给G极施加正触发电压，A2和A1之间的电阻约为10欧姆。然后断开A2和G之间的短路，万用表读数应保持在10欧姆左右。红色和黑色探针的可互换接线，红色探针连接到第二阳极A2，黑色探针连接到第一阳极A1。同样，万用表指针也不要偏转，电阻值是无穷大。将A2和G极再次短路，在G极施加负触发电压，A1和A2之间的电阻也在10欧姆左右。然后断开A2和G极之间的短接线，万用表读数应保持在10欧姆左右不变。符合上述规则意味着被测triac没有损坏，三个管脚的极性判断正确。

SCR的工作原理是什么？

它广泛应用于可控硅自动控制、机电领域、工业电气和家用电器等。晶闸管是一种有源开关元件，通常保持非导通状态，直到被几个控制信号触发或“点燃”。一旦被点燃，即使触发信号被撤销，它也将保持导通状态。为了关断它，可以在其阳极和阴极之间施加反向电压，或者可以将流过晶闸管二极管的电流降低到某个值以下。可控硅二极管可以用两个不同极性的晶体管(P-N-P和N-P-N)来模拟，如图G1所示。晶闸管门极悬空空时，BG1和BG2都处于关断状态。此时，基本上没有电流流过负载电阻RL。当向栅极输入正脉冲电压时，BG2导通，使得BG1的基极电位下降，BG1开始导通，进一步增加了BG2的基极电位，进一步降低了BG1的基极电位。通过这个正反馈过程，BG1和BG2进入饱和通道。电路将很快从关闭状态进入通道开启状态。此时，即使栅极没有触发脉冲，电路也会因为正反馈而保持通道导通状态不变。此时，如果将反向电压施加到阳极和阴极，电路将快速关断，因为BG1和BG2都处于反向偏置状态。此外，如果增加负载电阻器RL的电阻值以减小电路电流，则BG1和BG2的基极电流也将减小。当它降低到一定值时，由于电路的正反馈，电路会迅速从导通状态转为截止状态。我们称这种电流为保持电流。在实际应用中，我们可以通过一个开关将可控硅的正负极短路来关断可控硅。