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半導體|晶閘管是什么? 四種常見晶閘管類型介紹

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半導體|晶閘管是什么? 四種常見晶閘管類型介紹

晶閘管是什么?晶體閘流管簡稱為品閘管 ， 也叫做可控硅 ， 是一種具有三個PN結的功率型半導體器件 。 因為它可以像閘門一樣控制電流 ， 所以稱之為“晶體閘流管” 。 晶體閘流管是最常用的功率型半導體控制器件之一 ， 具有廣泛的用途 。
晶體閘流管種類和規格很多 ， 適用于各種不同的場合 。 根據控制特性的不同 ， 晶體閘流管可分為單向晶閘管、雙向晶閘管、可關斷晶閘管、正向阻斷晶閘管、反向阻斷晶閘管、光控晶閘管等 。 根據電流容量的不同 ， 晶體閘流管可分為小功率管、中功率管和大功率管 。 根據關斷速度的不同 ， 晶體閘流管可分為普通晶閘管和高頻晶閘管（工作頻率>lOkHz） 。 根據封裝和外觀形式的不同 ， 晶體閘流管可分為塑封式、陶瓷封裝式、金屬殼封裝式、大功率螺栓式和平板式等 。

雙向晶閘管是在單向晶閘管的基礎之上開發出來的 ， 是一種交流型功率控制器件 。 雙向品閘管不僅能夠取代兩個反向并聯的單向晶閘管 ， 而且只需要一個觸發電路 ， 使用很方便 。 可關斷晶閘管也稱為門控晶閘管 ， 是在普通晶閘管基礎上發展起來的功率型控制器件 。
(1)光控晶閘管
光控晶閘管又稱光觸發晶閘管 ， 是利用一定波長的光照信號來代替電信號對器件進行觸發 。 光控晶閘管的伏安特性和普通晶閘管一樣 ， 只是隨著光照信號變強其正向轉折電壓逐漸變低 。
通常晶閘管有3個電極 ， 控制極G、陽極A和陰極K 。 由于光控晶閘管的控制信號來自光的照射 ， 沒有必要再引出控制極 ， 所以 ， 只有兩個電極（陽極A和陰極K） 。 但其結構與普通晶閘管一樣 ， 是由4層PNP型器件構成的 。
光控晶閘管除了觸發信號不同以外 ， 其他特性基本與普通晶閘管相同 ， 因此 ， 在使用時可按照普通晶閘管的使用原則 ， 只要注意它是光控這個特點就行了 。
(2)可關斷晶閘管
我們再來看看可關斷晶閘管 ， 可關斷晶閘管是一種通過門極來控制器件導通和關斷的電力半導體器件 。 GTO既具有普通晶閘管的優點（耐壓高、電流大、耐浪涌能力強、價格便宜） ， 同時又具有GTR的優點（自關斷能力、無須輔助關斷電路、使用方便） ， 是應用于高壓、大容量場合中的一種大功率開關器件 。 廣泛應用于電力機車的逆變器、電網動態無功補償和大功率直流斬波調速等領域 。
可關斷晶閘管的結構和普通單向晶閘管一樣 ， 也是由PNPN四層半導體構成 ， 外部也有三個電極 ， 即門極G、陽極A和陰極K 。 普通單向晶閘管只構成一個單元器件 ， 而可關斷晶閘管則構成一種多元的功率集成器件 ， 它的內部包含數十個甚至數百個共陽極的小GTO單元 。 為了實現門極控制關斷 ， 而將這些小GTO單元的陰極和門極特別設計成在器件內部并聯 。
(3)快速晶閘管
我們再來看看快速晶閘管 ， 快速晶閘管是普通晶閘管的一種派生器件 ， 主要用于感應加熱的中頻電源裝置 。 是用于較高頻率的整流、逆變和變頻電路的器具 ， 并且可以在 400Hz以上頻率工作的晶閘管 。 視電流容量大小 ， 其開通時間為4～8微秒 ， 關斷時間為10～60微秒 。 主要用于較高頻率的整流、斬波、逆變和變頻電路 。
快速晶閘管基本結構與普通晶閘管類似 ， 只是為了適應中頻應用的特點 ， 其門極圖形的設計更為復雜 。 由于采用了特殊的工藝降低了壽命 ， 快速晶閘管開關特性得到很大改善 ， 關斷時間大大縮短 ， 但這不利于器件通態特性 ， 浪涌電流等性能 。 這些矛盾要在器件設計時總體考慮 ， 使用者也應根據實際應用情況選擇具體參教要求 。

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