1、 本课程所学习的主要内容。 2、 掌握电力二极管的结构和伏安特性。 3、 学习电力二极管的主要参数和选择。 4、 认识电力二极管的主要类型。 作业布置： 审批： 后记：
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周次： 时间：
课题：1.2 晶闸管 课时：2课时
教学目标：1、了解晶闸管的结构和导通、关断条件。 2、掌握晶闸管的工作原理。 3、掌握主要参数。 重点、难点：晶闸管的工作原理 教具：教材 粉笔 教学方法：讲授法
时间分配：回顾 10分钟 新授 70分钟 小结 15分钟 作业布置 5分钟 教学过程：
第二节 晶闸管 任务导入 相关知识 一、结构
外形有螺栓型和平板型两种封装
引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端
对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便 平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间
AKKGAAGa)P1N1P2N2Kb)c)KGJ1J2J3GA
晶体管的特性是：在低发射极电流下? 是很小的，而当发射极电流建立起来之后，? 迅速增大。
阻断状态：IG=0，?1+?2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。
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开通（门极触发）：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致?1+?2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA（阳极电流）将趋近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。 其他几种可能导通的情况：
阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应。
阳极电压上升率du/dt过高。 结温较高。
光直接照射硅片，即光触发。
光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而应用于高压电力设备中，其它都因不易控制而难以应用于实践，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT）。 只有门极触发（包括光触发）是最精确、迅速而可靠的控制手段。 二． 晶闸管的特性 1. 静态特性
总结前面介绍的工作原理，可以简单归纳晶闸管正常工作时的特性如下：
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。 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。 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。
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 。 晶闸管的伏安特性 第I象限的是正向特性 第III象限的是反向特性
IA正向导通-UAURSMURRMIHOIG2IG1IG=0UDRMUbo+UAUDSM雪崩击穿 晶闸管的伏安特性IG2>IG1>IG -IA
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1) 正向特性
IG=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压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。 导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿。 晶闸管本身的压降很小，在1V左右。
导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。IH称为维持电流。
2) 反向特性
晶闸管上施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性。 晶闸管处于反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。
当反向电压超过一定限度，到反向击穿电压后，外电路如无限制措施，则反向漏电流急剧增加，导致晶闸管发热损坏。
2. 动态特性
iA100?%0tduAKtrIRMtOt 晶闸管的开通和关断过程波形
1) 开通过程
trrURRMtgr 8
延迟时间td：门极电流阶跃时刻开始，到阳极电流上升到稳态值的10%的时间。 上升时间tr：阳极电流从10%上升到稳态值的90%所需的时间。 开通时间tgt以上两者之和，
tgt=td+ tr （1-6）
普通晶闸管延迟时为0.5~1.5?s，上升时间为0.5~3?s。
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：正向电流降为零到反向恢复电流衰减至接近于零的时间
正向阻断恢复时间tgr：晶闸管要恢复其对正向电压的阻断能力还需要一段时间 在正向阻断恢复时间内如果重新对晶闸管施加正向电压，晶闸管会重新正向导通。 实际应用中，应对晶闸管施加足够长时间的反向电压，使晶闸管充分恢复其对正向电压的阻断能力，电路才能可靠工作。
关断时间tq：trr与tgr之和，即 tq=trr+tgr , 普通晶闸管的关断时间约几百微秒。 三、晶闸管的主要参数
1. 电压定额1) 通态平均电流 IT(AV) ——晶闸管在环境温度为40°C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。
2) 维持电流 IH : ——使晶闸管维持导通所必需的最小电流，一般为几十到几百毫安，与结温有关。结温越高，则IH越小。
3) 擎住电流 IL ——晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后， 能维持导通所需的最小电流对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍。
4) 浪涌电流ITSM——指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流 。
2. 电流定额1) 通态平均电流 IT(AV) 2) 维持电流 IH 3) 擎住电流 IL 4) 浪涌电流ITSM
3. 动态参数除开通时间tgt和关断时间tq外，还有： (1) 断态电压临界上升率du/dt 在阻断的晶闸管两端施加的电压具有正向的上升率时，相当于一个电容的J2结会有充电电流流过，被称为位移电流。此电流流经J3结时，起到类似门极触发电流的作用。如果电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通 。
(2) 通态电流临界上升率di/dt 如果电流上升太快，则晶闸管刚一开通，便会有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而造成局部过热而使晶闸管损坏
小结：本节主要了解电力电子技术的基本元件之一晶闸管的结构、工作原理、伏安特
性能和晶闸管的主要参数，要求学生完全掌握以便为后续的知识做准备。 作业布置： 审批： 后记：
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完整电力电子技术教案 - 图文
