点我回:【菜鸡自动化学习之旅】电力电子技术学习笔记1 ———— 电力电子器件
目录
- 1.晶闸管的相关概念
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- 1. 晶闸管简介
- 2. 管耗和散热
- 二、二。晶闸管内部结构
- 三、晶闸管的工作原理
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- 1. 当门极不加电压时，晶闸管的状态
- 2. 当门极电压时，晶闸管的状态
- 3. 晶闸管其他几种可能导通的情况
- 四、晶闸管的基本特性
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- 1. 静态特性
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- ① 阳极伏安特性
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- a. 正向特性（AK正向电压间施加)
- b. 反向特性（AK反向电压间施加)
- ② 门极伏安特性
- 2. 动态特性
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- ① 开通过程
- ② 关断过程
- 5.晶闸管的主要参数
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- 1. 电压参数
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- ① 峰值电压不重复断态 U D S M U_{DSM} UDSM
- ② 峰值电压断态重复 U D R M U_{DRM} UDRM
- ③ 峰值电压反向不重复 U R S M U_{RSM} URSM
- ④ 峰值电压反向重复 U R R M U_{RRM} URRM
- ⑤ 额定电压 U R U_{R} UR
- ⑥ 通态峰值电压 U T M U_{TM} UTM
- 2. 电流参数
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- ① 通态平均电流 I T ( A V ) I_{T(AV)} IT(AV)（额定电流）
- ② 维持电流 I H I_{H} IH（针对关断过程）
- ③ 擎住电流 I L I_{L} IL（针对开通过程）
- ④ 浪涌电流 I T S M I_{TSM} ITSM
- 3.其他参数
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- ① 断态电压临界上升率 d u d t \frac{du}{dt} dtdu
- ② 通态电流临界上升率 d i d t \frac{di}{dt} dtdi
- ③ 门极触发电流 I G T I_{GT} IGT和门极触发电压 U G T U_{GT} UGT
- 六、晶闸管的派生器件
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- 1. 快速晶闸管FST（Fast Switching Thyristor）
- 2. 逆导晶闸管RCT（Reverse Conducting Thyristor）
- 3. 双向晶闸管TRIAC
- 4. 光控晶闸管LTT（Light Triggered Thyristor）
- 5.门极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off Thyristor —— GTO）
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- ① GTO的结构和工作原理
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- a. GTO的结构
- b. GTO的工作原理
- ② GTO的基本特性
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- a. 静态特性
- b. 动态特性
- ③ GTO的主要参数
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- a. 最大可关断阳极电流 I A T O I_{ATO} IATO
- b. 电流关断增益 β o f f β_{off} βoff
一、晶闸管的相关概念
1. 晶闸管简介
晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又称为可控硅（Silicon Controlled Rectifier —— SCR），能承受的电压和电流容量高，工作可靠，在大量的场合具有重要地位。
2. 管耗和散热
管耗 = 流过器件的电流 X 器件两端的电压 管耗将产生热量，使管芯温度升高。如果超过允许值将损坏器件，所以要进行散热
二、晶闸管的内部结构
晶闸管是一种四层半导体三个PN结，三端大功率电力电子器件，如下图所示： 
三、晶闸管的工作原理
在开始介绍晶闸管的工作原理之前，我们先来看看有关PN结的介绍：https://www.bilibili.com/video/BV1iA411x7Ke（这个视频太形象了，要是我能早点看到就好了。。。。。。）
1. 门极不加电压时晶闸管的状态
| 条件 | A, K之间加正向电压 | A, K之间加反向电压 | |
| PN结状态 | J1 | 承受电压 | 承受电压 |
| J2 | 承受电压 | 承受电压 | |
| J3 | 承受电压 | 承受电压 | |
| 结论 | 当晶闸管门极不加电压时，无论A, K之间所加电压极性如何，晶闸管都 | ||
2. 门极加电压时晶闸管的状态
如上图所示，： （注意结合之前发的那个视频链接来看下面的步骤，比如在还没饱和的时候，晶体管基极电流越大，集电极电流就越大）
- 电流 I G I_{G} IG流入晶体管 V 2 V_{2} V2的基极，导致集电极电流 I C 2 I_{C2} IC2的出现
- I C 2 I_{C2} IC2作为晶体管 V 1 V_{1} V1的基极电流，导致了集电极电流 I C 1 I_{C1} IC1的出现
- 电流 I C 1 I_{C1} IC1和之前的电流 I G I_{G} IG共同作为流入晶体管 V 2 V_{2} V2的基极电流，使得晶体管 V 2 V_{2} V2的集电极电流 I C 2 I_{C2} IC2增大，形成
- 然后上述动作重复直到晶体管 V 1 V_{1} V1、晶体管 V 2 V_{2} V2进入饱和导通状态，即
注：若此时去掉外加的门极电流 I G I_{G} IG，晶闸管会因内部的正反馈仍维持在导通状态，故晶闸管为（要使已导通的晶闸管关断，必须使阳极电流下降到某一数值以下，可通过或来实现）
根据上述原理我们可以得到以下式子：
- I C 1 = α 1 I A + I C B O 1 I_{C1} = α_{1}I_{A} + I_{CBO1} IC1=α1IA+ICBO1
- I C 2 = α 2 I K + I C B O 2 I_{C2} = α_{2}I_{K} + I_{CBO2} IC2=α2IK+ICBO2
- I K = I A + I G I_{K} = I_{A} + I_{G} IK=IA+IG
- I A = I C 1 + I C 2 I_{A} = I_{C1} + I_{C2} IA=IC1+IC2
注：
- 式中 α 1 α_{1} α1和 α 2 α_{2} α2分别是晶体管 V 1 V_{1} V1和 V 2 V_{2} V2的共基极电流增益
- I C B O 1 I_{CBO1} ICBO1和 I C B O 2 I_{CBO2} ICBO2分别是晶体管 V 1 V_{1} V1和 V 2 V_{2} V2的共基极漏电流
由上式可得：
I A = α 2 I G + I C B O 1 + I C B O 2 1 − ( α 1 + α 2 ) I_{A} = \frac{ α_{2}I_{G} + I_{CBO1} + I_{CBO2}} { 1 - (α_{1} + α_{2}) } IA=1−(α1+α2)α2IG+ICBO1+I 标签： fst3125集成电路ic电感的rsm