PECVD的工作原理

1、PECVD的工作原理單字面意思為：等離子（P)增強(E)化學氣相淀積(CVD)。反應氣體在設備射頻（RF)作用下轉變成等離子體從而進行化學反應生成需要的膜材料。相對來說反應溫度較低。成膜致密性比爐管差。但效率高易維護。你可以針對現(xiàn)在的工作提點相關的問題可能進步更快。一般說來,采用PECVD 技術制備薄膜材料時，薄膜的生長主要包含以下三個基本過程：首先，在非平衡等離子體中，電子與反應氣體發(fā)生初級反應，使得反應氣體發(fā)生分解，形成離子和活性基團的混合物；其二，各種活性基團向薄膜生長表面和管壁擴散輸運，同時發(fā)生各反應物之間的次級反應；最后，到達生長表面的各種初級反應和次級反應產物被吸附并與表面發(fā)生反應

2、，同時伴隨有氣相分子物的再放出。我來個專業(yè)的原理介紹：制程氣體(如SiH4，NH3，N2等)在射頻電源的作用下電離成離子；經過多次碰撞產生了大量的SiH3-，H-等活性基；這些活性基被吸附在基板上或者取代基板表面的H原子；被吸附的原子在自身動能和基板溫度的作用下在基板表面遷移，選擇能量最低的點穩(wěn)定下來；同時基板上的原子不斷脫離周圍原子的束縛，進入等離子體中，以達到動態(tài)平衡；當原子沉積速度大于逃逸速度后就可以不斷在基板表面沉積成我們所需要的薄膜了。熱電偶工作原理熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，

3、而且被制成標準的基準儀。 與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示，即Rt=Rt01+（t-t0）式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0）時對應電阻值；為溫度系數(shù)。半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為Rt=AeB/t式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導體材料的結構的常數(shù)。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性

4、較差，非線性嚴重，測溫范圍只有-50300左右，大量 用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200500范圍內的溫度測量，其特點是測量準確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應用極 其廣泛。熱電阻材料熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻種類（1）精密型熱電阻：工業(yè)常用熱電阻感溫元件（電阻體）的結構及特點。從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影

5、響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制。（2）鎧裝熱電阻：鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為28mm，最小可達mm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：體積小，內部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后??；機械性能好、耐振，抗沖擊；能彎曲，便于安裝；使用壽命長。（3）端面熱電阻：端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。（4）隔爆型熱電阻：隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響

6、而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內，生產現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于BlaB3c級區(qū)內具有爆炸危險場所的溫度測量。工業(yè)上常用金屬熱電阻 從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導體都有這個性質，但并不是都能用作測溫熱電阻，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、 電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內具有穩(wěn)定的化學物理性能、材料的復制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關系（最好呈 線性關系）。 目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越??；銅電阻在測溫范 圍內電阻值和溫度呈線性

7、關系，溫度線數(shù)大，適用于無腐蝕介質，超過150易被氧化。中國最常用的有R0=10、R0=100和R0=1000等幾 種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50和R0=100兩種，它們的分度號為Cu50和Cu100。其中 Pt100和Cu50的應用最為廣泛。熱電阻的信號連接方式熱電阻是把溫度變化轉換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產現(xiàn)場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結果會有較大的影響。目前熱電阻的引線主要有三種方式1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信

8、號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的最常用的引線電阻。3四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。 熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導線電阻

9、引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電 阻，其連接導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導線一根接到電橋的電 源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。工業(yè)上一般都采用三線制接法。熱電偶產生的是毫伏信 號，不存在這個問題。熱電阻測溫系統(tǒng)的組成 ：（1）熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點： 熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致 為了消除連接導線電阻變化的影響，必須采用三線制接法。具體內容參見

10、本篇第三章。（2）鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為28mm，最小可達mm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點： 體積小，內部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后??； 機械性能好、耐振，抗沖擊； 能彎曲，便于安裝 使用壽命長。（3）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。（4）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影 電阻體的斷路修理必然要改變電阻

11、絲的長短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好，若采用焊接修理，焊后要校驗合格后才能使用。熱電偶和熱電阻的區(qū)別 熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫，盡管其作用相同都是測量物體的溫度，但是他們的原理與特點卻不盡相同. 首先，介紹一下熱電偶，熱電偶是溫度測量中應用最廣泛的溫度器件，他的主要特點就是測吻范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時結構簡單，動態(tài)響應好，更能夠遠傳 4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回 路中將產生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，又稱為塞貝克效應。閉合回路中產生的熱電勢有兩種電勢

12、組成；溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導體的兩端因 溫度不同而產生的電勢，不同的導體具有不同的電子密度，所以他們產生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導體相接觸時，因為他們的電子密 度不同所以產生一定的電子擴散，當他們達到一定的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質以及他們接觸點的溫度。目前國際上應用 的熱電偶具有一個標準規(guī)范，國際上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度，分別為B，R，S，K，N，E，J和T，其測量溫度的最低可測零下270攝氏度，最高可 達1800攝氏度，其中B，R，S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下

13、的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。熱電偶的結 構有兩種，普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護套管三者 組合裝配后，經過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞，這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同 的補償導線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補償導線又分為補償型和延長型兩種，延長導線的化學成分與被 補償?shù)臒犭娕枷嗤?，但是實際中，延長型的導線也并不是用和熱電偶相同材質的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。補

14、償導線的與熱電偶的連線 一般都是很明了，熱電偶的正極連接補償導線的紅色線，而負極則連接剩下的顏色。一般的補償導線的材質大部分都采用銅鎳合金。 其次我們介紹一下熱電阻，熱電阻雖然在工業(yè)中應用也比較廣泛，但是由于他的測溫范圍使他的應用受到了一定的限制，熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體 的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點也很多，也可以遠傳電信號，靈敏度高，穩(wěn)定性強，互換性以及準確性都比較好，但是需要電源激勵，不能夠瞬時測 量溫度的變化。工業(yè)用熱電阻一般采用Pt100，Pt10，Cu50，Cu100，鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下200-800攝氏度，銅熱電阻為零下 40到140攝氏度。熱電

15、阻和熱電偶一樣的區(qū)分類型，但是他卻不需要補償導線，而且比熱點偶便宜。晶閘管(SCR)原理 ： 晶閘管(thyristor)是硅晶體閘流管的簡稱，俗稱可控硅（SCR），其正式名稱應是反向阻斷三端晶閘管。除此之外，在普通晶閘管的基礎上還派生出許多新型器件，它們是工作頻率較高的快速晶閘管(fast switching thyristor，F(xiàn)ST)、反向導通的逆導晶閘管(reverse conducting thyristor，RCT)、兩個方向都具有開關特性的雙向晶閘管(TRIAC)、門極可以自行關斷的門極可關斷晶閘管（gate turn off thyristor，GTO）、門極輔助關斷晶閘管(g

16、ate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信號觸發(fā)導通的光控晶閘管(light controlled thyristor，LTT)等。一、結構與工作原理晶閘管是三端四層半導體開關器件，共有3個PN結，J1、J2、J3，如圖1(a)所示。其電路符號為圖1(b)，A(anode)為陽極，K(cathode)為陰極，G(gate)為門極或控制極。若把晶閘管看成由兩個三極管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)構成，如圖1(c)所示，則其等值電路可表示成圖1(d)中虛線框內的兩個三極管T1和T2。對三極管T1來說，P1N1為發(fā)射結J1，N1P2為集電結J2；對

17、于三極管T2，P2N2為發(fā)射結J3，N1P2仍為集電結J2；因此J2（N1P2）為公共的集電結。當A、K兩端加正電壓時，J1、J3結為正偏置，中間結J2為反偏置。當A、K兩端加反電壓時，J1、J3結為反偏置，中間結J2為正偏置。晶閘管未導通時，加正壓時的外加電壓由反偏值的J2結承擔，而加反壓時的外加電壓則由J1、J3結承擔。如果晶閘管接入圖1(d)所示外電路，外電源US正端經負載電阻R引至晶閘管陽極A，電源US的負端接晶閘管陰極K，一個正值觸發(fā)控制電壓UG經電阻RG后接至晶閘管的門極G，如果T1（P1N1P2）的共基極電流放大系數(shù)為1，T2（N1P2N2）的共基極電流放大系數(shù)為2，那么對T1而

18、言，T1的發(fā)射極電流IA的一部分1IA將穿過集電結J2，此外，J2受反偏電壓作用，要流過共基極漏電流i CBO1，因此圖1(d)中的IC1可表示為IC1=1IA+i CBO1。 （1）同理對T2而言，T2的發(fā)射極電流IC的一部分2IC將穿過集電結J2，此外，J2受反偏置電壓作用，要流過共基極漏電流i CBO2，因此，圖1(d)中的I C2可表示為IC2=2IC+i CBO2。 （2）由圖1(d)中可以看出IA=IC1+IC2=1IA+2IC+ i CBO1+ i CBO2=1IA+2IC+IO， （3）式中，IO= i CBO1+ i CBO2為J2結的反向飽和電流之和，或稱為漏電流。再從整個

19、晶閘管外部電路來看，應有IA+IG=IC。 （4）由式（3）和式（4），可得到陽極電流為IA=（IO+2IG）/1-（1+2） （5）晶閘管外加正向電壓UAK；但門極斷開，IG=0時，中間結J2承受反偏電壓，阻斷陽極電流，這時IA=IC很小，由式（5）得IA=IC=IO/1-（1+2）0 （6）分頁在IA、IC很小時晶閘管中共基極電流放大系數(shù)1、2也很小，1、2都隨電流IA、IC的增大而增大。如果門極電流IG=0，在正常情況下，由于IO很小，IA=IC僅為很小的漏電流，1+2不大，這時的晶閘管處于阻斷狀態(tài)。一旦引入了門極電流IG，將使IA增大，IC增大，這將使共基極電流放在系數(shù)1、2變大，1、

20、2變大后，IA、IC進一步變大，又使1、2變得更大。在這種正反饋作用下使用1+2接近于1，晶閘管立即從斷態(tài)轉為通態(tài)。內部的兩個等效三極管都進入飽和導電狀態(tài)，晶閘管的等效電阻變得很小，其通態(tài)壓降僅為12V，這時的電流IAIC；則由外電路電源電壓US和負載電阻R限定，即IAICUS/R。一旦晶閘管從斷態(tài)轉為通態(tài)后，因IA、IC已經很大，即使撤除門極電流IG，由于1+21，由式（5）可知IA=IC仍然會很大，晶閘管仍然繼續(xù)處于通態(tài)，并保持由外部電路所決定的陽極電流IA=IC=US/R。二、晶閘管的基本特性晶閘管陽極與陰極間的電壓和陽極電流的關第，稱晶閘管的伏安特性。晶閘管的伏安特性位于第一象限的是正

21、向伏安特性，位于第三象限的是反向伏安特性（如圖2所示）。其主要特性表現(xiàn)如下。（1） 在正向偏置下，開始器件處于正向阻斷狀態(tài)，當UAK=UA時，發(fā)生轉折，經過負阻區(qū)由阻斷狀態(tài)進入導通狀態(tài)（OA正向阻斷狀態(tài)，AB轉折態(tài)，BL負阻態(tài)，LD導通狀態(tài)，A轉折點，UA轉折電壓）。從圖2中可以看到，這種狀態(tài)的轉換，可以由電壓引起，也可以由門極電流引起（門極觸發(fā)導通）。（2） 當IG2>IG1>IG時，UA2< SPAN>A1< SPAN>A，且一旦觸發(fā)導通后，即使去掉門極信號，器件仍能維持導通狀態(tài)不變。這是二極管、三極管所沒有，晶閘管所特有的性質，稱為自鎖或擎住特性（L擎

22、住點，IL擎住電流）?？梢?，晶閘管一旦導通，門極就失去控整理用。因此，觸發(fā)電流常采用脈沖電流，而無需采用直流電流。（3） 導通之后，只要流過器件的電流逐漸減小到某值，器件又可恢復到阻斷狀態(tài)（H關斷點、IH維持電流）。這種關斷方式稱為自然關斷，例如，可采用加反偏電壓的方法進行強迫關斷。（4） 在反向偏置下，其伏安特性和整流管的完全相同（OP反向阻斷狀態(tài)，PR反向擊穿狀態(tài)，P擊穿點，UB擊穿電壓）。三、晶閘管的主要特性參數(shù)1、 晶閘管的電壓定額（1） 額定電壓UR。在門極開路（IG=0），器件額定結溫度時，圖2中正向和反向折轉電壓的80%值規(guī)定為斷態(tài)正向重復峰值電壓UDRM和斷態(tài)反向重復峰值電壓U

23、RRM這兩個電壓中較小的一個電壓值規(guī)定為該晶閘管的額定電壓UR。 由于在電路中可能偶然出現(xiàn)較大的瞬時過電壓而損壞晶閘管，在實際電力電子變換和控制電路設計和應用中，通常按照電路中晶閘管正常工作峰值電壓的23倍的電壓值選定為晶閘管的額定電壓，以確保足夠的安全電量。（2）通態(tài)峰值電壓UTM。規(guī)定為額定電流時的管壓降峰值， 一般為1.52.5V，且隨陽極電流的增大而略微增加。額定電流時的通態(tài)平均電壓降一般為1V左右。2、晶閘管的電流定額（1）晶閘管的額定電流IR。在環(huán)境溫度為40和規(guī)定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負載的單相，工頻正弦半波導電，結溫穩(wěn)定在額定值125時，所對應的通態(tài)平均電流值定義為晶

24、閘管的額定電流IR。晶閘管的額定電流也是基于功耗發(fā)熱而導致結溫不超過允許值而限定的。如果正弦電流的峰值為I m，則正弦半波電流的平均值為 已知正弦半波的有效值（均方根值）為 由式（1）和式（2）得到有效值為 即產品手冊中的額定電流為IR=IAV=100A的晶閘管可以通過任意波形、有效值為157A的電流，其發(fā)熱溫升正好是允許值。在實際應用中由于電路波形可能既非直流（直流電的平均值與有效值相等），又非半波正弦；因此應按照實際電流波形計算其有效值，再將此有效值除以1.57作為選擇晶閘管額定電流的依據。當然，由于晶閘管等電力電子半導體開關器件熱容量很小，實際電路中的過電流又不可能避免，故在設計應用中通

25、常留有1.52.0倍的電流安全裕量。分頁（2）浪涌電流ITSM。系指晶閘管在規(guī)定的極短時間內所允許通過的沖擊性電流值，通常ITSM比額定電流IR大4倍。例如，100A的元件，其值為(1.31.9)kA；1000A元件，其值為(1319)kA。（3）維持電流IH。使晶閘管維持導通所必須的最小陽極電流。當通過晶閘管的實際電流小于維持電流IH值時，晶閘管轉為斷態(tài)，大于此值時晶閘管還能維持其原有的通態(tài)。（4）擎住電流IL。晶閘管在觸發(fā)電流作用下被觸發(fā)導通后，只要管子中的電流達到某一臨界值時，就可以把觸發(fā)電流撤除，這時晶閘管仍然自動維持通態(tài)，這個臨界電流值稱為擎住電流IL。擎住電流IL和維持電流IH都隨

26、結溫的下降而增大。但是請注意，擎住電流和維持電流在概念上是不同的。通常擎住電流IL要比維持電流IH大24倍。3、動態(tài)參數(shù)（1）開通時間ton和關斷時間toff。承受正向電壓作用但處于斷態(tài)作用的晶閘管，當門極觸發(fā)電流來到時，由于載流子渡越到基區(qū)P2需要一定時間，陽極電流IA要延遲td才開始上升，爾后再經過一個tr(使基區(qū)載流子濃度足夠)，IA才達到由外電路所決定的陽極電流穩(wěn)定值。晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)的開通時間ton定義為ton=td +t r，其中，td為延遲時間，tr為上升時間。 當已處于通態(tài)的晶閘管從外電路施加反向電壓于晶閘管AK兩端，并迫使它的陽極電流IA從穩(wěn)態(tài)值開始下降為0后，晶閘管中的各

27、層區(qū)的載流子必須經過一定時間才能消失，恢復其正向阻斷能力。晶閘管的關斷時間toff定義為從陽極電流下降到0開始，到晶閘管恢復了阻斷正向電壓的能力，并能承擔規(guī)定的du/dt而不誤導通所必須的時間。 晶閘管的關斷時間與元件的結溫、關斷前的陽極電流大小及所加的反向陽極電壓有關。普通晶閘管的toff約為幾十微秒左右。為縮短關斷時間應適當加大反壓，并保持一段反壓作用時間，以使載流子充分復合而消失?？焖倬чl管的toff可減小到1020s以下，可用于高頻開關電路的高頻晶閘管，其關斷時間更短（小于10s）。（2）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt。在規(guī)定條件下，不會導致從斷態(tài)到通態(tài)轉換的最大陽極電壓上升率。其數(shù)值對

28、于不同等級（共7級）的晶閘管是不同的，最差的A級器件為25V/s，最好的G級晶閘管高達1000V/s，一般的是（100200）V/s。 晶閘管陽極電壓低于轉折電壓UA時，在過大的du/dt下也會引起誤導通。因為在阻斷狀態(tài)下的晶閘管上突然加以正向陽極電壓，在其內部相當于一個電容的J2結上，就會有充電電流流過界面，這個電流流經J3結時，起到了類似于觸發(fā)電流的作用；因此過大的充電電流就會引起晶閘管的誤觸發(fā)導通。 為了限制斷態(tài)電壓上升率，可以在晶閘管陽極與陰極間并上一個RC阻容緩沖支路，利用電容兩端電壓不能突變的特點來限制晶閘管A、K兩端電壓上升率。電阻R的作用是防止并聯(lián)電容與陽極主回路電感產生串聯(lián)諧

29、振。此外，晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)時，電阻R又可限制電容C的放電電流。（3）通態(tài)電流臨界上升率di/dt在規(guī)定的條件下，為晶閘管能夠承受而不致?lián)p害的通態(tài)電流的最大上升率。目前最差的A級晶閘管為25A/s，最好的G級晶閘管為500A/s，一般的是（100200）A/s。 過大的di/dt可使晶閘管內部局部過熱而損壞，因為當門極流入觸發(fā)電流后，晶閘管開始只在靠近門極附近的小區(qū)域內導通，然后導通區(qū)才逐漸擴大，直至全部結面都導通。如果電流上升太快，很大的電流將在門極附近的小區(qū)域內通過，造成局部過熱而燒壞。分頁四、晶閘管家族的其他主要電力電子器件1、快速晶閘管（FST） 快速晶閘管通常是指那些關斷時間toff

30、50s、速度響應特性優(yōu)良的晶閘管。它的基本結構和特性與普通晶閘管完全一樣；但是由于快速晶閘管的工作頻率（f400Hz）比普通晶閘管的工作頻率高，所以僅要求其關斷時間短是不全面的。因此，在關斷時間的基礎上，還要求快速晶閘管的通態(tài)壓降低、開關損耗小、通態(tài)電流臨界上升率di /dt及斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt高。只有這樣，它才能在較高的工作頻率下安全可靠地工作。這種快速晶閘管主要應用于直流電源供電的逆變器的斬波器，在這種電路中，它的關斷時間通常只有（2050）s，比普通晶閘管快一個數(shù)量級。2、 逆導型晶閘管（RCT）普通晶閘管表現(xiàn)為正向可控閘流特性，反向高阻特性，稱為逆阻型器件。逆導晶閘管是一個反

31、向導通的晶閘管，是將一個晶閘管與一個續(xù)流二極管反并聯(lián)集成在同一硅片上構成的新器件，如圖3（a）所示。逆導晶閘管的工作原理與普通晶閘管相同，其伏安特性如圖3（b）所示。正向表現(xiàn)為晶閘管正向伏安特性，反向表現(xiàn)為二極管特性。 與普通晶閘管相比，逆導晶閘管有如下特點：正向轉折電壓比普通晶閘管高，電流容量大，易于提高開關速度，高溫特性好（允許結溫可達150以上），減小了接線電感，縮小了裝置體積。3、 雙向晶閘管（TRIAC）圖4所示雙向晶閘管TRIAC也是一個三端器件，它有兩個主電極T1、T2和一個門極G，觸發(fā)信號加在T2極和門極G之間，它在正反兩個方向電壓下均可用同一門極控制觸發(fā)導通。雙向晶閘管在結構

32、上可以看做是一對普通逆阻型晶閘管的反并聯(lián)。其符號、等效電路和陽極伏安特性如圖4所示。其特性也反映了反并聯(lián)晶閘管的組合效果，即在第一和第三象限具有對稱的陽極伏安特性。這個特征與圖1所示逆阻型晶閘管正向導通特性是相同的。對雙向晶閘管在門極G和主電極T2之間送入正觸發(fā)脈沖電流（IG從G流入，從T2流出）或負脈沖電流（IG從T2流入，從G流出）均能使雙向晶閘管導通。根據T1、T2間電壓極性的不同及門極信號極性的不同，雙向晶閘管有4種觸發(fā)和開通方式：分頁（1） 主電極T1相對T2電位為正的情況下，門極G和T2之間加正觸發(fā)脈沖電壓、電流，這時雙向晶閘管導通工作在第一象限，稱為I+觸發(fā)方式。（2） 主電極T1相對T2電位為正的情況下，門極G和T2之間加負觸發(fā)脈沖電壓、電流，這時雙向晶閘管導通也工作在第一象限，稱為I-觸發(fā)方式。（3） 主電極T2相對T1電位為正的情況下，門極G和T2之間加正觸發(fā)脈沖電壓、電流，這時雙向晶閘管導通工作在第三象限，