晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称作可控硅整流器,以前被简称为可控硅。1957 年美国通用电气公司开发出世界上第一款晶闸管产品,并于1958年将其商业化。晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极。晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制,广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

单向晶闸管

1.晶闸管的外形、结构和符号

晶闸管的外形如左图所示。如右图所示为晶闸管内部机构和图形符号。



图  晶闸管的外形

晶闸管由PNPN四层半导体构成,从最外层P型区引出的管脚为阳极(A),从最外层N型区引出的管脚称为阴极(K),从中间P型区引出的管脚称为控制极(G)。

晶闸管的符号与二极管相似,只是在其阴极处增加一个控制极,在控制极上加控制信号时晶闸管才可能导通。


2.晶闸管的工作原理

晶闸管在工作过程中,它的阳极(A)和阴极(K)与电源和负载连接,组成晶闸管的主电路,晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接,组成晶闸管的控制电路。

晶闸管为半控型电力电子器件,它的工作条件如下。

(1)晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态。

(2)晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态,这就是晶闸管的闸流特性,即可控特性。

(3)晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳极电压,无论门极电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门极失去作用。

(4)晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。


3.识别单向晶闸管的管脚

单向晶闸管的管脚识别:万用表选电阻R×1挡,用红、黑两表笔分别测任意两管脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对管脚,此时黑表笔的管脚为控制极G,红表笔的管脚为阴极K,另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极K,万用表指针应不动。用短线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万
用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10Ω左右。如阳极A接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向晶闸管已击穿损坏。如图所示为单向晶闸管的管脚识别。


4.检测单向晶闸管的性能

(1)万用表拨至电阻R×1k或R×10k挡,测阴极与阳极之间的正反向电阻,这两个阻值均应很大。电阻值越大,表明正反向漏电电流越小。如果测得的阻值很低,或接近于无穷大,说明晶闸管已经击穿短路或已经开路。

(2)用R×1k或R×10k挡测阳极与控制极之间的电阻,正反向测量阻值均应在几千欧姆以上,若电阻值很小表明晶闸管击穿短路。

(3)用R×1k或R×100挡测控制极和阴极之间PN结的正反向电阻,应在几千欧左右,如出现正向阻值接近于零值或为无穷大,表明控制极与阴极之间的PN结已经损坏。反向阻值应很大,但不能为无穷大。正常情况下反向阻值应明显大于正向阻值。

(4)万用表选电阻R×1挡,将黑表笔接阳极,红表笔仍接阴极,此时万用表指针应不动。红表笔接阴极不动,黑表笔在不离开阳极的同时用表笔尖去瞬间短接控制极,此时万用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10Ω左右。如阳极接黑表笔,阴极接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向晶闸管已击穿损坏。




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