晶閘管(Thyristor)是一種常用的半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于電力電子和電路控制領(lǐng)域。它可以用作開關(guān)、穩(wěn)壓器、整流器等。在進(jìn)行詳細(xì)介紹晶閘管的導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件之前,我們需要先了解一些基礎(chǔ)知識。
晶閘管的結(jié)構(gòu)由四個不同類型的半導(dǎo)體材料組成,依次是pnpn型的結(jié)構(gòu),通常由三個區(qū)域組成:Anode(陽極)、Cathode(陰極)和Gate(門極)。晶閘管在導(dǎo)通時,電流可以從陽極流向陰極。
導(dǎo)通條件:
當(dāng)陽極電壓(Vak)和門極電壓(Vgk)均大于零時,晶閘管才會導(dǎo)通。導(dǎo)通過程主要是由于在Gate-Gate極間施加一個脈沖電壓(Vgk),使Gate極和p型半導(dǎo)體形成p-n結(jié),即Gate-emitter結(jié)。
導(dǎo)通過程中,晶閘管處于兩種狀態(tài)之間:關(guān)斷狀態(tài)和飽和狀態(tài)。在關(guān)斷狀態(tài)下,陽極電壓大于閾值電壓(Vd),但是電流極小,在正向電壓的作用下形成很高的阻抗。在飽和狀態(tài)下,由于Gate極產(chǎn)生的電流,晶閘管阻抗很低,電流得以流過。
關(guān)斷條件:
當(dāng)Gate極電流減少到特定的水平或依靠外部電路來控制時,晶閘管會從導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)。可以通過斷開陽極電壓或降低陽極電壓的方式來實現(xiàn)晶閘管的關(guān)斷。
晶閘管的關(guān)斷有兩種方式:自然關(guān)斷和強(qiáng)迫關(guān)斷。自然關(guān)斷是指當(dāng)晶閘管導(dǎo)通時的陽極電流降低到極小的水平,導(dǎo)通物理機(jī)制消失導(dǎo)致的。而強(qiáng)迫關(guān)斷是通過施加一個負(fù)向極大電壓或短脈沖電流來實現(xiàn)的。
在進(jìn)行關(guān)斷之前,需要確保陽極電流已經(jīng)降低到零或接近零,以避免過大的關(guān)斷電流引發(fā)擊穿或破壞性損壞。因此,在關(guān)斷晶閘管之前,需要通過適當(dāng)?shù)目刂齐妷汉碗娏鱽砭S持晶閘管的關(guān)斷狀態(tài)。
總結(jié)起來,晶閘管導(dǎo)通的關(guān)鍵是控制Gate極電壓和陽極電壓,當(dāng)兩者均為正值時,晶閘管才會導(dǎo)通。而關(guān)斷條件則是通過控制Gate極電流,將晶閘管從導(dǎo)通狀態(tài)切換到關(guān)斷狀態(tài)。
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