電力電子器件之晶閘管結構
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電力半導體可控器件,始于1957年通用公司開發的SCR。然后進入晶閘管大容量化時期,同時又開發了雙向晶閘管(Triac)和逆變導晶閘管(Reverse Conducting Thyristor)。70年代后期,自關斷器件的開發取得了進展。BJT(Bipolor Junctlon Transistor)又稱GTR(Giant Transistor)和GTO (Gate Turnoff Thyristor)等商品化。進入80年代,在致力于這些器件的高速開關化的同時,又相繼出現了功率MOSFET、IGBT (Insulated Gate Bipolor Transistor)、SITH(Static Induction Thyristor)、MCT (Mos Controlled Thyistor)等。
8.2.1 晶閘管(SCR)
晶閘管又叫可控硅。自從20世紀50年代問世以來已經發展成了一個大的家族,它主要有單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導晶閘管、可關斷晶閘管、快速晶閘管,等等。從晶閘管的電路符號可以看到,它和二極管一樣是一種單方向導電的器件,關鍵是多了一個控制極G,這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。晶閘管是可以處理耐高壓、大電流的大功率器件,隨著設計技術和制造技術的進步,越來越大容量化?
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基本結構: | |
晶閘管的外形如下圖所示,分為螺栓形和平板形兩種,螺栓形這種結構更換元件很方便,用于100A以下的元件。平板形,這種結構散熱效果比較好,用于200A以上的元件。 晶閘管是由四層半導體構成的。圖右所示為螺栓形晶閘管的內部結構,它由單晶硅薄片P1、N1、P2、N2四層半導體材料疊成,形成三個PN結。圖 (b)和(c)所示分別為其示意圖和表示符號。 | |