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晶閘管工作原理

2017-9-8 15:41:51

晶閘管工作原理

晶閘管T在工作過(guò)程中,它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門(mén)極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。

晶閘管的工作條件:

1. 晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí),僅在門(mén)極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時(shí)晶閘管處于正向?qū)顟B(tài),這就是晶閘管的閘流特性,即可控特性.

2. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽(yáng)極電壓,不論門(mén)極電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門(mén)極失去作用。門(mén)極只起觸發(fā)作用

3. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時(shí),晶閘管關(guān)斷。

4. 晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí),不管門(mén)極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài).


在中頻爐中整流側(cè)關(guān)斷時(shí)間采用KP-60微秒以?xún)?nèi),逆變側(cè)關(guān)短時(shí)間采用KK-30微秒以?xún)?nèi)這也是KP管與KK管的主要區(qū)別 晶閘管T在工作過(guò)程中,它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門(mén)極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。


從晶閘管的內(nèi)部分析工作過(guò)程: 晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個(gè)PN結(jié)圖1,可以把它中間的NP分成兩部分,構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管圖2 當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí),為使晶閘管導(dǎo)銅,必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。圖中每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基極電流。

因此,兩個(gè)互相復(fù)合的晶體管電路,當(dāng)有足夠的門(mén)機(jī)電流Ig流入時(shí),就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋,造成兩晶體管飽和導(dǎo)通,晶體管飽和導(dǎo)通。設(shè)PNP管和NPN 管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2;發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik;電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設(shè)流過(guò)J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0, 晶閘管的陽(yáng)極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和: Ia=Ic1 Ic2 Ic0 或Ia=a1Ia a2Ik Ic0 若門(mén)極電流為Ig,則晶閘管陰極電流為Ik=Ia Ig 從而可以得出晶閘管陽(yáng)極電流為:I=(Ic0 Iga2)/(1-(a1 a2))(1—1)式硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化如圖3所示。

當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓,而門(mén)極未受電壓的情況下,式(1—1)中,Ig=0,(a1 a2)很小,故晶閘管的陽(yáng)極電流Ia≈Ic0 晶閘關(guān)處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下,從門(mén)極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過(guò)PNP管的發(fā)射結(jié),并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。

這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。

當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1 a2)≈1時(shí),式(1—1)中的分母1-(a1 a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽(yáng)極電流Ia.這時(shí),流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式(1—1)中,在晶閘管導(dǎo)通后,1-(a1 a2)≈0,即使此時(shí)門(mén)極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。

晶閘管在導(dǎo)通后,門(mén)極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽(yáng)極電流Ia減小到維持電流IH以下時(shí),由于a1和a1迅速下降,當(dāng)1-(a1 a2)≈0時(shí),晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。 


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