图1所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P型区(包括P+和P一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannelregion)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Draininjector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。IGBT和可控硅区别IGBT与晶闸管1.整流元件(晶闸管)简单地说:整流器是把单相或三相正弦交流电流通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。其实现条件主要是依靠整流管。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅,50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。四川可控硅模块
晶闸管的正向漏电流比一般硅二极管反向漏电流大,且随着管子正向阳极电压升高而增大。当阳极电压升到足够大时,会使晶闸管导通,称为正向转折或“硬开通”。多次硬开通会损坏管子。2.晶闸管加上正向阳极电压后,还必须加上触发电压,并产生足够的触发电流,才能使晶闸管从阻断转为导通。触发电流不够时,管子不会导通,但此时正向漏电流随着增大而明显增大。晶闸管只能稳定工作在关断和导通两个状态,没有中间状态,具有双稳开关特性。是一种理想的无触点功率开关元件。3.晶闸管一旦触发导通,门极完全失去控制作用。要关断晶闸管,必须使阳极电流《维持电流,对于电阻负载,只要使管子阳极电压降为零即可。为了保证晶闸管可靠迅速关断,通常在管子阳极电压互降为零后,加上一定时间的反向电压。晶闸管主要特性参数1.正反向重复峰值电压——额定电压(VDRM、VRRM取其小者)2.额定通态平均电流IT(AV)——额定电流(正弦半波平均值)3.门极触发电流IGT,门极触发电压UGT,(受温度变化)4.通态平均电压UT(AV)即管压降5.维持电流IH与掣住电流IL6.开通与关断时间晶闸管合格证基本参数IT(AV)=A。宁夏哪里有可控硅模块推荐货源硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化。
相对来说体积小、重量轻、成本低。但该调压方式存在一致命缺陷,由于斩波,使电压无法实现正弦波输出,还会出现大量谐波,形成对电网系统谐波污染,危害极大,不能用在有电容补偿电路中。(现代照明设计要求规定,照明系统率因数必须达到,而气体放电灯的功率因数在一般在,所以都设计用电容补偿功率因数)在国外发达国家,已有明文规定对电气设备谐波含量的限制,在国内,北京、上海、广州等大城市,已对谐波含量超标的设备限制并入电网使用。采用可控硅技术对照明系统进行照度控制时,可通过加装滤波设备来有效降低谐波污染。近年来,许多新型可控硅元件相继问世,如适于高频应用的快速可控硅,可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅,可以用正触发信号使其导通,用负触发信号使其关断的可控硅等等。应用介绍------可控硅在调光器中的应用:可控硅调光器是目前舞台照明、环境照明领域的主流设备。在照明系统中使用的各种调光器实质上就是一个交流调压器,老式的变压器和变阻器调光是采用调节电压或电流的幅度来实现的,如下图所示。u1是未经调压的220V交流电的波形,经调压后的电压波形为u2,由于其幅度小于u1,使灯光变暗。在这种调光模式中。
BG1、BG2受到反向电压作用将处于截止状态。这时,即使输入触发信号,可控硅也不能工作。反过来,E接成正向,而触动发信号是负的,可控硅也不能导通。另外,如果不加触发信号,而正向阳极电压大到超过一定值时,可控硅也会导通,但已属于非正常工作情况了。可控硅这种通过触发信号(小触发电流)来控制导通(可控硅中通过大电流)的可控特性,正是它区别于普通硅整流二极管的重要特征。由于可控硅只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化,此条件见表1应用举例:可控硅在实际应用中电路花样多的是其栅极触发回路,概括起来有直流触发电路,交流触发电路,相位触发电路等等。1、直流触发电路:如图2是一个电视机常用的过压保护电路,当E+电压过高时A点电压也变高,当它高于稳压管DZ的稳压值时DZ道通,可控硅D受触发而道通将E+短路,使保险丝RJ熔断,从而起到过压保护的作用。2、相位触发电路:相位触发电路实际上是交流触发电路的一种,如图3,这个电路的方法是利用RC回路控制触发信号的相位。当R值较少时,RC时间常数较少,触发信号的相移A1较少,因此负载获得较大的电功率;当R值较大时,RC时间常数较大,触发信号的相移A2较大。可控硅有三个电极---阳极(A)阴极(C)和控制极(G)。
表针应向右偏并保持在十几欧姆位置,如下图所示,否则说明单向可控硅已损坏。三、检测双向可控硅双向可控硅是一种交流型功率控制器件。双向可控硅的3个引脚分别是控制极G,主电极T1和主电极T2,如下图所示。由于双向可控硅的两个主电极是对称的,因此使用中可以任意互换。检测时,万用表置于Rx1Ω档,先用两表笔测量双向可控硅的控制极G与主电极T1之间的正、反向电阻,均应为较小阻值。如下图所示。再用万用表两表笔测量双向可控硅的控制极G与主电极T2之间的正、反向电阻,均应为无穷大,如下图所示。四、检测双向可控硅的导通特性万用表置于Rx1Ω档,黑表笔接双向可控硅主电极T1,红表笔接主电极T2,表针指示应为无穷大,这是将控制极G与主电极T2短接一下,表针应向右偏转并保持在十几欧姆位置,如下图所示。否则说明该双向可控硅已坏。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。四川可控硅模块
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备。四川可控硅模块
晶闸管等元件通过整流来实现。除此之外整流器件还有很多,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管,双向晶闸管,整流模块,功率模块IGBT,SIT,MOSFET等等,这里只探讨晶闸管。晶闸管又名可控硅,通常人们都叫可控硅。是一种功率半导体器件,由于它效率高,控制特性好,寿命长,体积小等优点,自上个世纪六十长代以来,获得了迅猛发展,并已形成了一门单独的学科。“晶闸管交流技术”。晶闸管发展到,在工艺上已经非常成熟,品质更好,成品率大幅提高,并向高压大电流发展。目前国内晶闸管大额定电流可达5000A,国外更大。我国的韶山电力机车上装载的都是我国自行研制的大功率晶闸管。晶闸管的应用:一、可控整流如同二极管整流一样,可以把交流整流为直流,并且在交流电压不变的情况下,方便地控制直流输出电压的大小即可控整流,实现交流——可变直流二、交流调压与调功利用晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波,出现了一种过零触发,实现负载交流功率的无级调节即晶闸管调功器。交流——可变交流。三、逆变与变频直流输电:将三相高压交流整流为高压直流,由高压直流远距离输送以减少损耗。四川可控硅模块