西班牙CATELEC:普通晶闸管模块的运行过程

该模块是PNPN四层三端器件,一共有3个PN结。解析原理时,能够把它当作是由1个PNP管和1个NPN管所构成,其等效图解如图所示1(a)所显示,图1(b)为可控硅模块的电路符号。
图1晶闸管模块等效图解图

晶闸管模块的运行过程

晶闸管模块是四层三端器件,它有J1、J2、J33个PN结,能够把它中间的NP分为两部分,构成1个PNP型三极管和1个NPN型三极管的复合管。

当晶闸管模块承担正方向阳极电压时,为使晶闸管模块导通,务必使承担反方向电压的PN结J2丧失阻挡功能。每一个晶体管的集电极电流同时便是另1个晶体管的基极电流。所以是2个互相复合的晶体管线路,当有足够的门极电流Ig流入时,便会生成强烈的正反馈,形成两晶体管饱和导通。

设PNP管和NPN管的集电极电流各自为IC1和IC2,发射极电流对应为Ia和Ik,电流放大系数对应为α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik,设流过J2结的反相漏电流为ICO,晶闸管模块的阳极电流等同于两管的集电极电流和漏电流的之和:

Ia=IC1+IC2+ICO

=α1Ia+α2Ik+ICO(1)

若门极电流为Ig,则晶闸管模块阴极电流为:Ik=Ia+Ig。

所以,能够得出晶闸管模块阳极电流为:

(2)硅PNP管和硅NPN管对应的电流放大系数α1和α2随着发射极电流的变化而急剧变化。当晶闸管模块承担正方向阳极电压,而门极未接受电压的情况下,式(1)中Ig=0,(α1+α2)很小,故晶闸管模块的阳极电流Ia≈ICO,晶闸管模块处在正方向阻断模式;当晶闸管模块在正方向门极电压下,从门极G流入电流Ig,因为非常大的Ig流过NPN管的发射结,进而提升放大系数α2,生成非常大的集电极电流IC2流过PNP管的发射结,并提升了PNP管的电流放大系数α1,生成更大的集电极电流IC1流过NPN管的发射结,如此强烈的正反馈过程快速进行。

当α1和α2随发射极电流增加而使得(α1+α2)≈1时,式(1)中的分母1-(α1+α2)≈0,因此提升了晶闸管模块的阳极电流Ia。这时,流过晶闸管模块的电流完全由主电路的电压和回路电阻决定,晶闸管模块已处在正向导通模式。晶闸管模块导通后,式(1)中1-(α1+α2)≈0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管模块仍能维持原先的阳极电流Ia而继续导通,门极已丧失功能。在晶闸管模块导通后,倘若不停地减少电源电压或增加回路电阻,使阳极电流Ia减少到维持电流IH之下时,因为α1和α2快速下降,晶闸管模块恢复到阻断模式。

上述便是西班牙CATELEC对普通晶闸管模块的运行过程的介绍，CATELEC西班牙提供整流桥模块、晶闸管模块、二极管模块等半导体模块,绝缘式功率模块、功率组件、分立式功率半导体在内的众多功率电子产品是现CATELEC的主营项目。