若用于交直流電壓控制、可控整流、交流調(diào)壓、逆變電源、開關(guān)電源保護電路等,可選用普通單向晶閘管。若用于交流開關(guān)、交流調(diào)壓、交流電動機線性調(diào)速、燈具線性調(diào)光及固態(tài)繼電器、固態(tài)接觸器等電路中,應(yīng)選用雙向晶閘管。若用于交流電動機變頻調(diào)速、斬波器、逆變電源及各種電子開關(guān)電路等,可選用門極關(guān)斷晶閘管。若用于鋸齒波發(fā)生器、長時間延時器、過電壓保護器及大功率晶體管觸發(fā)電路等,可選用BTG晶閘管。若用于電磁灶、電子鎮(zhèn)流器、超聲波電路、超導(dǎo)磁能儲存系統(tǒng)及開關(guān)電源等電路,可選用逆導(dǎo)晶閘管。若用于光電耦合器、光探測器、光報警器、光計數(shù)器、光電邏輯電路及自動生產(chǎn)線的運行監(jiān)控電路,可選用光控晶閘管。2.選擇晶閘管的主要參數(shù):晶閘管的主要參數(shù)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求而定。所選晶閘管應(yīng)留有一定的功率裕量,其額定峰值電壓和額定電流(通態(tài)平均電流)均應(yīng)高于受控電路的**大工作電壓和**大工作電流1.5~2倍。晶閘管的正向壓降、門極觸發(fā)電流及觸發(fā)電壓等參數(shù)應(yīng)符合應(yīng)用電路(指門極的控制電路)的各項要求,不能偏高或偏低,否則會影響晶閘管的正常工作。單向檢測/晶閘管編輯(1)判別各電極:根據(jù)普通晶閘管的結(jié)構(gòu)可知,其門極G與陰極K極之間為一個PN結(jié)。一般整流橋應(yīng)用時,常在其負(fù)載端接有平波電抗器,故可將其負(fù)載視為恒流源。江西品質(zhì)美國IR整流橋模塊現(xiàn)貨
人們在制造工藝和結(jié)構(gòu)上采取了一些改進措施,做出了能適應(yīng)于高頻應(yīng)用的晶閘管,我們將它稱為快速晶閘管。它具有以下幾個特點。一、關(guān)斷時間(toff)短導(dǎo)通的晶閘管,當(dāng)切斷正向電流時。并不能馬上“關(guān)斷”,這時如立即加上正向電壓,它還會繼續(xù)導(dǎo)通。從切斷正向電流直到控制極恢復(fù)控制能力需要的時間,叫做關(guān)斷時間。用t0仟表示。晶閘管的關(guān)斷過程,實際上是儲存載流子的消失過程。為了加速這種消失過程,制造快速晶閘管時采用了摻金工藝,把金摻到硅中減少基區(qū)少數(shù)載流子的壽命。硅中摻金量越多,t0仟越小,但摻金量過多會影響元件的其它性能。二、導(dǎo)通速度快.能耐較高的電流上升率(dI/dt)控制極觸發(fā)導(dǎo)通的晶閘管??偸窃诳拷刂茦O的陰極區(qū)域首先導(dǎo)通,然后逐漸向外擴展,直到整個面積導(dǎo)通。大面積的晶閘管需要50~100微秒以上才能***積導(dǎo)通。初始導(dǎo)通面積小時,必須限制初始電流的上升速度,否則將發(fā)生局部過熱現(xiàn)象,影響元件的性能,甚至燒壞。高頻工作時這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。為此,仿造了集成電路的方法,在晶閘管同一硅片上做出一個放大觸發(fā)信號用的小晶閘管。控制極觸發(fā)小晶閘管后,小晶閘管的初始導(dǎo)通電流將橫向經(jīng)過硅片流向主晶閘管陰極,觸發(fā)主晶閘管。江蘇定制美國IR整流橋模塊報價晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。
故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽極電壓下,從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),從而提高其電流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過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)。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3,當(dāng)a1和a2隨發(fā)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,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后,門極已失去作用。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,使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時,由于a1和a1迅速下降,當(dāng)1-(a1+a2)≈0時,晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。特性特性曲線晶閘管的陽極電壓與陽極電流的關(guān)系,稱為晶閘管的伏安特性,如圖所示。晶閘管的陽極與陰極間加上正向電壓時,在晶閘管控制極開路(Ig=0)情況下,開始元件中有很小的電流(稱為正向漏電流)流過。
其**新研制出的IGCT擁有更好的性能,其直徑為英寸,單閥片耐壓值也是。**大通流能力已經(jīng)可以達(dá)到180kA/30us,**高可承受電流上升率di/dt為20kA/us。門極可承受觸發(fā)電流**大值為2000A,觸發(fā)電流上升率di/dt**大為1000A/us。但是此種開關(guān)所能承受的反向電壓較低,因此還只能在特定的脈沖電源中使用。[1]但晶閘管本身存在兩個制約其繼續(xù)發(fā)展的重要因素。一是控制功能上的欠缺,普通的晶閘管屬于半控型器件,通過門極(控制極)只能控制其開通而不能控制其關(guān)斷,導(dǎo)通后控制極即不再起作用,要關(guān)斷必須切斷電源,即令流過晶閘管的正向電流小于維持電流。由于晶閘管的關(guān)斷不可控的特性,必須另外配以由電感、電容及輔助開關(guān)器件等組成的強迫換流電路,從而使裝置體積增大,成本增加,而且系統(tǒng)更為復(fù)雜、可靠性降低。二是因為此類器件立足于分立元件結(jié)構(gòu),開通損耗大,工作頻率難以提高,限制了其應(yīng)用范圍。1970年代末,隨著可關(guān)斷晶閘管(GTO)日趨成熟,成功克服了普通晶閘管的缺陷,標(biāo)志著電力電子器件已經(jīng)從半控型器件發(fā)展到全控型器件。由于一般整流橋應(yīng)用時,常在其負(fù)載端接有平波電抗器,故可將其負(fù)載視為恒流源。
晶閘管陽極與陰極間表現(xiàn)出很大的電阻,處于截止?fàn)顟B(tài)(稱為正向阻斷狀態(tài)),簡稱斷態(tài)。當(dāng)陽極電壓上升到某一數(shù)值時,晶閘管突然由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通狀態(tài),簡稱通態(tài)。陽極這時的電壓稱為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓(UDSM),或稱正向轉(zhuǎn)折電壓(UBO)。導(dǎo)通后,元件中流過較大的電流,其值主要由限流電阻(使用時由負(fù)載)決定。在減小陽極電源電壓或增加負(fù)載電阻時,陽極電流隨之減小,當(dāng)陽極電流小于維持電流IH時,晶閘管便從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)化為阻斷狀態(tài)。由圖可看出,當(dāng)晶閘管控制極流過正向電流Ig時,晶閘管的正向轉(zhuǎn)折電壓降低,Ig越大,轉(zhuǎn)折電壓越小,當(dāng)Ig足夠大時,晶閘管正向轉(zhuǎn)折電壓很小,一加上正向陽極電壓,晶閘管就導(dǎo)通。實際規(guī)定,當(dāng)晶閘管元件陽極與陰極之間加上6V直流電壓時,能使元件導(dǎo)通的控制極**小電流(電壓)稱為觸發(fā)電流(電壓)。在晶閘管陽極與陰極間加上反向電壓時,開始晶閘管處于反向阻斷狀態(tài),只有很小的反向漏電流流過。當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值時,反向漏電流急劇增大,這時,所對應(yīng)的電壓稱為反向不重復(fù)峰值電壓(URSM),或稱反向轉(zhuǎn)折(擊穿)電壓(UBR)。可見,晶閘管的反向伏安特性與二極管反向特性類似。晶閘管晶閘管的開通和關(guān)斷的動態(tài)過程的物理過程較為復(fù)雜。整流橋的整流作用是通過二極管的單向?qū)ㄔ韥硗瓿晒ぷ鞯摹=K定制美國IR整流橋模塊報價
整流二極管的一次導(dǎo)通過程,可視為一個“選**沖”,其脈沖重復(fù)頻率就等于交流電網(wǎng)的頻率(50Hz)。江西品質(zhì)美國IR整流橋模塊現(xiàn)貨
從而實際強觸發(fā),加速了元件的導(dǎo)通,提高了耐電流上升率的能力。三、能耐較高的電壓上升率(dv/dt)晶閘管是由三個P—N結(jié)組成的。每個結(jié)相當(dāng)于一個電容器。結(jié)電壓急劇變化時,就有很大的位移電流流過元件,它等效于控制極觸發(fā)電流的作用??赡苁咕чl管誤導(dǎo)通。這就是普通晶閘管不能耐高電壓上升率的原因。為了有效防止上述誤導(dǎo)通現(xiàn)象發(fā)生,快速晶閘管采取了短路發(fā)射結(jié)結(jié)構(gòu)。把陰極和控制極按一定幾何形狀短路。這樣一來,即使電壓上升率較高,晶閘管的電流放大系數(shù)仍幾乎為零,不致使晶閘管誤導(dǎo)通。只是在電壓上升率進一步提高,結(jié)電容位移電流進一步增大,在短路點上產(chǎn)生電壓降足夠大時,晶閘管才能導(dǎo)通。具有短路發(fā)射結(jié)結(jié)構(gòu)的晶閘管,用控制極電流觸發(fā)時,控制極電流首先也是從短路點流向陰極。只是當(dāng)控制極電流足夠大,在短路點電阻上的電壓降足夠大,PN結(jié)正偏導(dǎo)通電流時,才同沒有短路發(fā)射結(jié)的元件一樣,可被觸發(fā)導(dǎo)通。因此,快速晶閘管的抗干擾能力較好??焖倬чl管的生產(chǎn)和應(yīng)用都進展很快。目前,已有了電流幾百安培、耐壓1千余伏,關(guān)斷時間*為20微妙的大功率快速晶閘管,同時還做出了**高工作頻率可達(dá)幾十千赫茲供高頻逆變用的元件。江西品質(zhì)美國IR整流橋模塊現(xiàn)貨