晶閘管的工作原理、結(jié)構(gòu)及作用

晶閘管是一種半導(dǎo)體器件，也被稱為可控硅。它可以控制電流的流動(dòng)，類似于電子開(kāi)關(guān)。晶閘管廣泛應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域，例如交流電調(diào)節(jié)、直流電調(diào)節(jié)、電機(jī)控制、照明控制等。

晶閘管具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

晶閘管的工作原理

晶閘管的工作原理是基于PN結(jié)的單向?qū)щ娦院蚉NP型晶體管的放大作用。晶閘管有三個(gè)電極：陽(yáng)極、陰極和控制極。當(dāng)控制極施加一個(gè)正脈沖信號(hào)時(shí)，晶閘管就會(huì)導(dǎo)通，電流可以從陽(yáng)極流向陰極。一旦晶閘管導(dǎo)通，它將一直保持導(dǎo)通狀態(tài)，直到電流降為零或者施加一個(gè)反向電壓。因此，晶閘管可以用來(lái)控制電流的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電力電子設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)。

晶閘管的結(jié)構(gòu)

晶閘管的結(jié)構(gòu)主要由四個(gè)層組成，從外到內(nèi)依次為P型區(qū)、N型區(qū)、P型區(qū)和N型區(qū)。其中，第一層和第四層是P型半導(dǎo)體，第二層和第三層是N型半導(dǎo)體。晶閘管的結(jié)構(gòu)類似于二極管，但是多了一個(gè)控制極。控制極與第二層N型區(qū)相連，可以通過(guò)控制極施加正脈沖信號(hào)來(lái)控制晶閘管的導(dǎo)通。晶閘管的陽(yáng)極和陰極分別與第一層P型區(qū)和第四層P型區(qū)相連，電流可以從陽(yáng)極流向陰極。

晶閘管的符號(hào)表示法和器件剖面圖如圖所示。

圖：符號(hào)表示法和器件剖面圖

普通晶閘管是在N型硅片中雙向擴(kuò)散P型雜質(zhì)（鋁或硼），形成P1N1P2結(jié)構(gòu)，然后在P2的大部分區(qū)域擴(kuò)散N型雜質(zhì)（磷或銻）形成陰極，同時(shí)在P2上引出門(mén)極，在P1區(qū)域形成歐姆接觸作為陽(yáng)極。

晶閘管的工作特點(diǎn)晶閘管電路由兩部分組成，一是陽(yáng)一陰極電路，二是門(mén)—陰極控制電路；陽(yáng)—陰極之間具有可控的單向?qū)щ娞匦?；門(mén)極僅起觸發(fā)導(dǎo)通作用，不能控制關(guān)斷；晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷兩個(gè)狀態(tài)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的作用，這樣的開(kāi)關(guān)又稱為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。

晶閘管的作用

晶閘管的主要作用是控制電流的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電力電子設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)。晶閘管可以用于交流電調(diào)節(jié)、直流電調(diào)節(jié)、電機(jī)控制、照明控制等領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)，晶閘管可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)、電流控制、電流保護(hù)、電能轉(zhuǎn)換等功能。晶閘管還可以用于電子開(kāi)關(guān)、定時(shí)器、觸發(fā)器等電路中。總之，晶閘管在電力電子領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。