晶闸管的结构由什么组成 晶闸管的工作原理是什么

本文章由注册用户 时代工业园 上传提供 2024-07-04 评论 发布 纠错/删除 版权声明 0
摘要:晶闸管由多个半导体材料层交替排列而成,其结构为PNPN四层结构,其工作原理基于控制栅极电流来控制整个器件的导通,当栅极电流超过一个阈值值时,晶闸管从关断状态切换到导通状态。一旦晶闸管导通,它将保持导通状态,直到电流降至零或通过外部控制断开。下面一起来看看晶闸管的结构由什么组成以及晶闸管的工作原理是什么吧。

一、晶闸管的结构由什么组成

晶闸管是一种四层半导体器件,其结构由多个半导体材料层交替排列而成,它的核心结构是PNPN四层结构,由两个P型半导体层和两个N型半导体层组成:

1、N型区域(N-region)

晶闸管的外层是两个N型半导体区域,通常被称为N1和N2。这两个区域在晶闸管的工作中起到了电流的传导作用。

2、P型区域(P-region)

在N型区域之间有两个P型半导体区域,通常称为P1和P2。P型区域在晶闸管的工作中起到了电流控制的作用。

3、控制电极(Gate)

在P型区域的一端,有一个控制电极,通常称为栅极(Gate)。栅极用来控制晶闸管的工作状态,即控制它从关断状态切换到导通状态。

4、阳极(Anode)和阴极(Cathode)

N1区域连接到晶闸管的阳极,N2区域连接到晶闸管的阴极。阳极和阴极用来引导电流进入和流出晶闸管。

二、晶闸管的工作原理是什么

晶闸管在工作过程中,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,具体工作原理如下:

1、单向晶闸管工作原理

单向晶闸管是PNPN闪层结构,形成三个PN结,具有阳极A、阴极K和控制极G三个外电极。单向精闸管可等效为PNP,NPN两个晶体管组成的复合管。

在阳极A之间加上正电压后,晶闸管并不导通。只有在控制极G加上触发电压时,VT1、VT2相继迅速导通,并且互相提供基极电流维持晶闸管导通。此时即使去掉控制极上的触发电压,晶闸管仍维持导通状态,直至所通过的电流小于晶闸管的维持电流时,晶闸管才关断。

2、双向晶闸管工作原理

双向晶闸管可以等效为两个单向晶闸管反向并联,可以控制双向导通,因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极、阴极,而称之为主电极T1、T2。

当有触发电压加至控制极G时,双向晶闸管导通,井在触发电压消失后仍维持导通状态,电流既可从T1经过VS2流向T2,又可从T2经过VS1流向T1。当电流小于晶闸管的维持电流时晶闸管关断。

3、可关断晶闸管工作原理

普通单向或双向晶闸管导通后控制极即不起作用,要关断晶闸管必须切断电源,使流过晶闸管的正向电流小于维持电流。可关断品闸管的特点是可以通过控制极关断,克服了上述缺陷。当可关断晶闸管控制极G加上正脉冲电压时晶闸管导通,当控制极G加上负脉冲电压时晶闸管关断。

三、晶闸管的工作条件是什么

晶闸管为半控型电力电子器件,它的工作条件如下:

1、晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态。

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。这时晶闸管处于正向导通状态,这就是晶闸管的闸流特性,即可控特性。

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。门极只起触发作用。

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。

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