普通晶闸管结构和工作原理

普通晶闸管结构和工作原理

   普通晶闸管有螺栓形和平板形，其外形如图1-6所示.晶闸管的内部结构如图1-7所示。

（a）普通晶闸管结构和工作原理-图1（b)普通晶闸管结构和工作原理-图2 

（a）螺旋形（b）平板型

图1-6晶闸管外形

普通晶闸管结构和工作原理-图3
 

1-金锑片 1’=烧铝点2—金.硼.钯片
2’一蒸铝或蒸金3一扩散后硅片4—铝片5—下铝片

    其内部由四层P1N1P2N2半导体缉成，阳极A接P1层，阴极K接N2层，门极G接P2层。

    晶闸管的导通条件是阳极电位比阴极电位高，同时在门极加上触发脉冲信号，两条件缺一不可。一旦导通，电流只能单方向由阳极流进，阴极流出。导通后即使去掉门极触发信号，晶闸管还是继续导通并不关断，要使晶闸管关断，有两种方法:一是给晶闸管加反向电压，使阴极电位高于阳极电位，二是减小流过晶闸管的电流，使其电流小于维持电流IH时即可关断。

    晶闸管所以有这样的导通和关断特性，与其原理，结构有关。如图l-8a所示，晶闸管是由四层PNPN半导体形成三个PN结J,、J2, J3,加正向电压时J2结起阻挡作用而不能导通，加反向电压时又两个PN结起阻挡作用，也不能导通。

    如图1-8b所示，可以把晶闸管看成两个晶体管互联，如图1-8c所示，给门极注入触发电流IR将形成强烈的正反馈，使两管饱和导通。正反馈过程是

Ig↗→IC2↑→Ia↑→IC1↗→Ig↗
电流放大系数
a1=IC1Ia,a2=IC2/IK
设J2结漏电流为IC0则有

Ia=IC1+IC2+IC0+

=a1Ia+a2IK+IC0 (1-9)

如n极输入触发电流Is，则阴极电流IK=Ia+Ig代入式（1-9）整理得

普通晶闸管结构和工作原理-图4
 

（1-10）

普通晶闸管结构和工作原理-图5
 

图1-8晶闸管工作原理图（图改）

   晶体管的电流放大系数a1随着发射极电流变化而变化，即发射极电流较小时a小，发射极电流增大时，a显著增大。如图1-9所示，当a1+a2增大到1时，式(1-9)中Ia急剧增大到不可控的程度，而由晶闸管电路中外加电压和负载电阻所决定。IR等于零，甚至变负也不能改变导通状态。要想使晶闸管关断，可以将外加电压降低，或者增大回路电阻，使电流减小到维持电流IH(约几十毫安）以下，a1，a2迅速下降，晶闸管就恢复到阻断状态。