晶闸管

✍ dations ◷ 2025-11-15 10:22:51 #半导体元件,功率电子学

晶体闸流管(英语:Thyristor),简称晶闸管,指的是具有四层交错P、N层的半导体器件。最早出现与主要的一种是硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR),中国大陆通常简称可控硅,又称半导体控制整流器,是一种具有三个PN结的功率型半导体器件,为第一代半导体电力电子器件的代表。晶闸管的特点是具有可控的单向导电,即与一般的二极管相比,可以对导通电流进行控制。晶闸管具有以小电流(电压)控制大电流(电压)作用,并体积小、轻、功耗低、效率高、开关迅速等优点,广泛用于无触点开关、可控整流、逆变、调光、调压、调速等方面。

半导体的出现成为20世纪现代物理学其中一项最重大的突破,标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要,促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展,其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件,特点为小功率、集成化,作为信息的检出、传送和处理的工具;而另一类就是电力电子器件,特点为大功率、快速化。1955年,美国通用电气公司发表了世界上第一个以硅单晶为半导体整流材料的硅整流器(SR),1957年又发表了全球首个用于功率转换和控制的可控硅整流器(SCR)。由于它们具有体积小、重量轻、效率高、寿命长的优势,尤其是SCR能以微小的电流控制较大的功率,让半导体电力电子器件成功从弱电控制领域进入了强电控制领域、大功率控制领域。在整流器的应用上,晶闸管迅速取代了水银整流器(引燃管),使得整流器固体化、静止化和无触点化,并显著的节省能源。从1960年代开始,由普通晶闸管相继衍生出了快速晶闸管、光控晶闸管、不对称晶闸管及双向晶闸管等各种特性的晶闸管,形成一个庞大的晶闸管家族。

但晶闸管本身存在两个制约其继续发展的重要因素。一是控制功能上的欠缺,普通的晶闸管属于半控型器件,通过闸极(控制极)只能控制其开通而不能控制其关断,导通后控制极即不再起作用,要关断必须切断电源,即令流过晶闸管的正向电流小于维持电流。由于晶闸管的关断不可控的特性,必须另外配以由电感、电容及辅助开关器件等组成的强迫换流电路,从而使装置体积增大,成本增加,而且系统更为复杂、可靠性降低。二是因为此类器件立足于分立器件结构,开通损耗大,工作频率难以提高,限制了其应用范围。1970年代末,随着可关断晶闸管(GTO)日趋成熟,成功克服了普通晶闸管的缺陷,标志着电力电子器件已经从半控型器件发展到全控型器件。

晶闸管一词有时单指SCR;有时泛指具有四层或以上交错P、N层的半导体器件,如单向晶闸管(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)、可关断晶闸管(GTO)、SIT、及其他种类等。

单向晶闸管是PNPN四层结构,形成三个PN结,可以等效为PNP、NPN两晶体管组成的复合管,具有三个外电极:阳极A(Anode),阴极C(Cathode)和控制极G(Gate)。在A、C之间加上正电压后,管子并不导通;当控制极G加上正电压(相对于阴极C而言)后才导通;此时再去掉控制极的电压,管子依然能够保持导通。

双向晶闸管可以等效为两个单向晶闸管反向并联。因双向晶闸管正负双向均可以控制导通,故控制极G外的另外两个电极不再称阴极阳极,而改称为主电极MT1、MT2或T1、T2。当G与MT1间给予适当的讯号时,MT2与MT1间即可导通。

相关

  • 中国船舶工业股份中国船舶工业股份有限公司(上交所:600150)简称中国船舶,是中国船舶工业集团公司旗下一家以民品为主业的上市公司。中国船舶工业股份有限公司的前身为1998年5月组建上市的沪东重
  • 美国交通虽然美国在铁路客运方面薄弱,且大都市普遍存在交通堵塞的问题,但美国仍然是世界上交通最为发达的国家之一。17世纪之后,随着殖民地的发达,美国各地的交通网开始逐渐成形。1869年
  • 航空霸业《航空霸业》(日版名:エアーマネジメント 大空に賭ける,美版名:Aerobiz)为一款由日本光荣公司推出的航空类模拟经营游戏。本游戏最初于1992年4月在超级任天堂发行。本作后有续作
  • 库尔特·舒马赫库尔特·舒马赫(Kurt Schumacher)是一位德国社会民主党政治家,从1946年起担任德国社会民主党主席,从1949年起担任西德联邦议会反对党领袖直到去世为止。 他是总理康拉德·阿登纳
  • 宗室恩桂宗室恩桂(满语:ᡠᡴᠰᡠᠨ ᡝᠨᡤᡠᡳ,穆麟德:,1800年-1848年),字小山、步蟾,满洲人,清朝宗室、官员、礼部尚书。道光二年壬午恩科进士。曾任理藩院尚书。道光二十二年五月己未,接替色
  • 党姓党姓为中文姓氏之一,在《百家姓》中排名第291位,另有罕见姓氏“黨”,明代有黨崇雅。“黨”与“党”为二个不同姓氏,中国大陆将“黨”视为“党”的繁体字废除,“黨”、“党”两姓
  • 白桦 (作家)白桦(1930年11月20日-2019年1月15日),原名陈佑华,河南潢川人,中国作家。孪生兄弟叶楠。1930年出生于河南省信阳。1945年考入中学,同年创作了处女作《织工》发表在《豫南日报》。194
  • 草酸银在实验岩石学中,草酸银(Ag2C2O4)广泛用于向实验添加二氧化碳(CO2),因为在地质条件中,它会分解为银和二氧化碳。加热、撞击或摩擦时会爆炸。
  • 第77届奥斯卡金像奖最佳动画片角逐名单←第76届 - 第77届 - 第78届→本条目是第77届奥斯卡金像奖最佳动画片奖的角逐名单。美国电影艺术与科学学会自2001年设立该奖以来,每年都会邀请各动画制作公司提交他们当年最
  • 狩猎史莱姆三百年角色列表狩猎史莱姆三百年角色列表是日本轻小说《持续狩猎史莱姆三百年,不知不觉就练到LV MAX》里的登场角色的概览。