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单向晶闸管的基本结构及工作原理


单向晶闸管的基本结构及工作原理

晶闸管有许多种类,下面以常用的普通晶闸管为例,介绍其基本结构及工作原理。

单向晶闸管内有三个PN 结,它们是由相互交叠的4 层P区和N区所构成的.如图17-1(a) 所示。晶闸管的三个电极是从P1引出阳极A,从N2引出阳极K ,从P2引出控制极G ,因此可以说它是一个四层三端半导体器件。

为了便于说明.可以把图17-1 (a) 所示晶闸管看成是由两部分组成的[见图17-1(b)],这样可以把晶闸管等效为两只三极管组成的一对互补管.左下部分为NPN型管,在上部分为PNP 型管[见图17-1 (c)]。

当接上电源Ea后, VT1及VT2都处于放大状态,若在G 、K 极间加入一个正触发信号,就相当于在VT1基极与发射极回路中有一个控制电流IC, 它就是VT1的基极电流IB1。经放大后, VT1产生集电极电流ICI。 此电流流出VT2 的基极,成为VT2 的基极电流IB2。于是,

VT2 产生了集电极电流IC2。IC2再流入VT1 的基极,再次得到放大。这样依次循环下去,一瞬间便可使VT1和VT2全部导通并达到饱和。所以,当晶闸管加上正电压后,一输入触发信号,它就会立即导通。晶闸管一经导通后,由于导致VT1基极上总是流过比控制极电流IG大得多的电流,所以即使触发信号消失后,晶闸管仍旧能保持导通状态。只有降低电源电压Ea,使VT1、VT2 集电极电流小于某一维持导通的最小值,晶闸管才能转为关断状态。

如果把电源Ea反接, VT1 和VT2 都不具备放大工作条件,即使有触发信号,晶闸管也无法工作而处于关断状态。同样,在没有输入触发信号或触发信号极性相反时,即使晶闸管加上正向电压.它也无法导通。上述的几种情况可参见图17-2 。

总而言之,单向晶闸管具有可控开关的特性,但是这种控制作用是触发控制,它与一般半导体三极管构成的开关电路的控制作用是不同的。

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