工作原理
晶閘管T在工作過程中,它的陽極A和陰極K與電源和負載連線,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連線,組成晶閘管的控制電路。 晶閘管的工作條件: 1.晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處於關斷狀態。 2.晶閘管承受正向陽極電壓時,僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導通。 3.晶閘管在導通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,晶閘管保持導通,即晶閘管導通後,門極失去作用。 4.晶閘管在導通情況下,當主迴路電壓(或電流)減小到接近於零時,晶閘管關斷。
工作過程
晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個PN結圖1,可以把它中間的NP分成兩部分,構成一個PNP型三極體和一個NPN型三極體的複合管圖2 當晶閘管承受正向陽極電壓時,為使晶閘管導通,必須使承受反向電壓的PN結J2失去阻擋作用。圖2中每個電晶體的集電極電流同時就是另一個電晶體的基極電流。因此,兩個互相複合的電晶體電路,當有足夠的門機電流Ig流入時,就會形成強烈的正反饋,造成兩電晶體飽和導通,電晶體飽和導通。 設PNP管和NPN管的集電極電流相應為Ic1和Ic2;發射極電流相應為Ia和Ik;電流放大係數相應為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,設流過J2結的反相漏電電流為Ic0, 晶閘管的陽極電流等於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極電流為:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式 矽PNP管和矽NPN管相應的電流放大係數a1和a2隨其發射極電流的改變而急劇變化如圖3所示。 當晶閘管承受正向陽極電壓,而門極未受電壓的情況下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)很小,故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0晶閘關處於正向阻斷狀態。當晶閘管在正向陽極電壓下,從門極G流入電流Ig,由於足夠大的Ig流經NPN管的發射結,從而提高起點流放大係數a2,產生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發射結,並提高了PNP管的電流放大係數a1,產生更大的極電極電流Ic1流經NPN管的發射結。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3,當a1和a2隨發射極電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時,流過晶閘管的電流完全由主迴路的電壓和迴路電阻決定。晶閘管已處於正嚮導通狀態。 式(1—1)中,在晶閘管導通後,1-(a1+a2)≈0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續導通。晶閘管在導通後,門極已失去作用。 在晶閘管導通後,如果不斷的減小電源電壓或增大迴路電阻,使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時,由於a1和a1迅速下降,當1-(a1+a2)≈0時,晶閘管恢復阻斷狀態。