電路分析第5章半導體器件

1、電子技術緒論電子技術緒論導體導體阻抗小，施壓后電流很容易流過阻抗小，施壓后電流很容易流過絕緣體絕緣體阻抗大，施壓后電流很難流過阻抗大，施壓后電流很難流過半導體半導體導電能力介于二者之間導電能力介于二者之間為什么半導體在現(xiàn)代電子技術中得到為什么半導體在現(xiàn)代電子技術中得到廣泛應用？廣泛應用？導電能力的可控性！導電能力的可控性！可改變其阻抗可改變其阻抗1948 貝爾實驗室貝爾實驗室 William Schockley Walter BratlenJohn Bardeen 晶體管晶體管 Solid State device 12年后，應用于商業(yè)、民用年后，應用于商業(yè)、民用1960 開始蓬勃發(fā)展，多種器

2、件面世，如開始蓬勃發(fā)展，多種器件面世，如 FETLED 光電器件光電器件半導體傳感器半導體傳感器1959 Robert Noyce 集成電路集成電路 Integrated Circuit(IC) Discrete Components 分立器件分立器件今天，半導體的應用極為廣泛今天，半導體的應用極為廣泛半半導導體體發(fā)發(fā)展展簡簡史史一一196365，中國，中國半半導導體體發(fā)發(fā)展展簡簡史史二二 在熱力學溫度零度在熱力學溫度零度和沒有外界激發(fā)時和沒有外界激發(fā)時,本征半導體不導電。本征半導體不導電。 把純凈的具有共把純凈的具有共價鍵結構的半導體單價鍵結構的半導體單晶稱為晶稱為本征半導體。本征半導體。

3、它是它是共價鍵結構共價鍵結構。 本征半導體的共價鍵結構本征半導體的共價鍵結構硅原子硅原子價電子價電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子空空穴穴本征激發(fā)本征激發(fā)復合復合在常溫下自由電子和空穴的形成在常溫下自由電子和空穴的形成成對出現(xiàn)成對出現(xiàn)成對消失成對消失+4+4+4+4+4+4+4+4+4 空穴導電空穴導電的實質(zhì)是共價的實質(zhì)是共價鍵中的束縛電鍵中的束縛電子依次填補空子依次填補空穴形成電流。穴形成電流。故半導體中有故半導體中有電子電子和和空穴空穴兩兩種種載流子載流子。 空穴移動方向空穴移動方向 電子移動方向電子移動方向 在外電場作用在外電場作

4、用下，電子和空穴均下，電子和空穴均能參與導電。能參與導電。 價電子填補空穴價電子填補空穴+4+4+4+4+4+4+4+41 . N 型半導體型半導體在硅或鍺的晶體在硅或鍺的晶體中摻入少量的五中摻入少量的五價元價元 素素,如磷如磷,則則形成形成N型半導體。型半導體。 磷原子磷原子+4+5多余價電子多余價電子自由電子自由電子正離子正離子 N 型半導體結構示意圖型半導體結構示意圖少數(shù)載流子少數(shù)載流子多數(shù)載流子多數(shù)載流子正離子正離子在在N型半導中型半導中,電子是多數(shù)載流子電子是多數(shù)載流子, 空穴是少數(shù)載流子?？昭ㄊ巧贁?shù)載流子。+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴2. P型半導體型半導體 在硅或鍺的晶在

5、硅或鍺的晶體中摻入少量的三體中摻入少量的三價元素價元素,如硼如硼,則形則形成成P 型半導體。型半導體。 +4+4硼原子硼原子填補空位填補空位+3負離子負離子 P 型半導體結構示意圖型半導體結構示意圖電子是少數(shù)載流子電子是少數(shù)載流子負離子負離子空穴是多數(shù)載流子空穴是多數(shù)載流子在在P型半導中型半導中,電子是少數(shù)載流子電子是少數(shù)載流子, 空穴是多數(shù)載流子?？昭ㄊ嵌鄶?shù)載流子。P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) 用專門的制造工藝在同一塊半導體單晶上用專門的制造工藝在同一塊半導體單晶上, ,形成形成 P型半導體區(qū)型半導體區(qū)域和域和N型半導體區(qū)域型半導體區(qū)域, ,在這兩個區(qū)域的交界處就形成了一個在這兩個區(qū)域的交界處就形成了一

6、個PN 結。結。N區(qū)的電子向區(qū)的電子向P區(qū)擴散并與空穴復合區(qū)擴散并與空穴復合P區(qū)的空穴向區(qū)的空穴向N區(qū)擴散并與電子復合區(qū)擴散并與電子復合空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向多子擴散多子擴散少子漂移少子漂移內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) 在一定的條件下，多子擴散與少子漂移達到動態(tài)平在一定的條件下，多子擴散與少子漂移達到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來。衡，空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來。 空間電荷區(qū)不存在載流子，因而不能導電。空間電荷區(qū)不存在載流子，因而不能導電。內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向E外電場方向外電場方向RP 型半導體型半導體外電場驅使外電場驅使P型半導體的

7、空穴進入型半導體的空穴進入空間電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷空間電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷N型半導體電子進入空間電型半導體電子進入空間電荷區(qū)抵消一部分正空間電荷荷區(qū)抵消一部分正空間電荷a. 外加正向電壓外加正向電壓N 型半導體型半導體內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向E外電場方向外電場方向RI空間電荷區(qū)變窄空間電荷區(qū)變窄 擴散運動增強，形擴散運動增強，形成較大的正向電流成較大的正向電流a. 外加正向電壓外加正向電壓P 型半導體型半導體N 型半導體型半導體內(nèi)電場方向內(nèi)電場方向ER空間電荷區(qū)變寬空間電荷區(qū)變寬 外電場方向外電場方向IR外電場驅使空間電荷區(qū)兩側的空穴和自由電子移走外電場驅使空間電荷區(qū)兩側的空穴和自由電

8、子移走少數(shù)載流子越過少數(shù)載流子越過PN結結形成很小的反向電流形成很小的反向電流 多數(shù)載流子的擴散運動難于進行多數(shù)載流子的擴散運動難于進行b. 外加反外加反 向電壓向電壓P 型半導體型半導體N 型半導體型半導體1、PN結加正向電壓：結加正向電壓：PN結所處的狀態(tài)稱為結所處的狀態(tài)稱為正向導正向導通通，其特點：，其特點：PN結正向電流大，結正向電流大，PN結電阻小。結電阻小。相當于開關閉合相當于開關閉合SPN結的單向導電性：結的單向導電性：2、PN結加反向電壓：結加反向電壓：PN結所處的狀態(tài)稱為結所處的狀態(tài)稱為反向截反向截止止，其特點：，其特點：PN結反向電流小，結反向電流小，PN結電阻大。結電阻大

9、。相當于開關打開相當于開關打開 正極引線正極引線觸絲觸絲N型鍺型鍺支架支架外殼外殼負極引線負極引線點接觸型二極管點接觸型二極管二極管的符號二極管的符號正極正極負極負極 正極引線正極引線二氧化硅保護層二氧化硅保護層P型區(qū)型區(qū)負極引線負極引線 面接觸型二極管面接觸型二極管N型硅型硅PN結結PN結結600400200 0.1 0.200.4 0.850100ID / mAUD / V正向特性正向特性反向擊反向擊穿特性穿特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性反向特性反向特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓ID / mAUD/ V0.40.8 40 802460.10.2鍺管的伏安特性鍺管的伏安特性正向特性正向特性反向特性反

10、向特性0死區(qū)電壓死區(qū)電壓+ UD IDID=f（UD）)1(TDRD UUeII600400200 0.1 0.200.4 0.850100ID / mAUD / V正向特性正向特性反向擊反向擊穿特性穿特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性反向特性反向特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓對于理想二極管對于理想二極管鍺鍺 管管正向壓降正向壓降0.2-0.3V硅硅 管管正向壓降正向壓降0.5-0.7VR- -+USIDDUD- -+R- -+USIDD正向特性：正向特性：二極管加正向電壓二極管加正向電壓600400200 0.1 0.200.4 0.850100ID / mAUD / V正向特性正向特性反向擊反向擊穿特

11、性穿特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性反向特性反向特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓對于理想二極管對于理想二極管R- -+USDUD- -+R- -+USIRD反反 向特性：向特性：二極管加反向電壓二極管加反向電壓實際二極管的分析模型實際二極管的分析模型ID / mAUD / V理想二極管模型理想二極管模型正向導通壓降正向導通壓降=0ID / mAUD / V正向導通壓降正向導通壓降鍺鍺 管管0.2-0.3V，常取，常取0.2V硅硅 管管0.5-0.7V，常取，常取0.6V使用條件：正向壓降不能忽略時使用條件：正向壓降不能忽略時正向導通壓降正向導通壓降+-等等效效電電路路1. 最大整流電流最大整流電流IOM

12、最大整流電流是指二極管長時間使用時，允許流最大整流電流是指二極管長時間使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。過二極管的最大正向平均電流。2. 反向工作峰值電壓反向工作峰值電壓URWM 它是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，它是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是反向擊穿電壓的一半或三分之二。一般是反向擊穿電壓的一半或三分之二。3. 反向峰值電流反向峰值電流IRM 它是指二極管上加反向工作峰值電壓時的反向它是指二極管上加反向工作峰值電壓時的反向電流值。電流值。 二極管的二極管的應用范圍很廣應用范圍很廣,它可用于整流、檢波、限幅、它可用于整流、檢波、限幅、元件保護以及在數(shù)字電路

13、中作為開關元件。元件保護以及在數(shù)字電路中作為開關元件。 DE3VRuiuouRuD 例：下圖是例：下圖是二極管二極管限幅電路，限幅電路，D為理想二極管，為理想二極管，ui = 6 sin t V， E= 3V，試畫出，試畫出 uo波形波形 。 t ui / V V6330 t uo /V0 2 2 6uR？1.二極管限幅二極管限幅 t 630 2 雙向限幅電路雙向限幅電路 t 033DE3VRDE3VuiuouRuD ui / Vuo /V3uo to to to to 2 3 uou2u2u1uDioioRLT 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 uDD第第4章章 4.12.二極

14、管整流二極管整流將交流電變成直流電稱為整流。將交流電變成直流電稱為整流。UouO t0 t t t 2 3 uOu2u2u1uDuDiOiODRLT 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 UO=0.45U2000u2= 2U2sin tuO的電壓平均值的電壓平均值 ： 02osin221ttdUUUO=0.45 U2uO的電壓平均值：的電壓平均值： 負載負載 的電流平均值的電流平均值 ： L2LOO45. 0RURUI 截止時二極管所承受的最高反向電壓為：截止時二極管所承受的最高反向電壓為：UU2DRM 整流電路中最常用的是整流電路中最常用的是單相橋式整流電路它由四單相橋式整流電路它

15、由四個二極管個二極管 D1 D4 接成電橋接成電橋的形式構成。的形式構成。RLAu2u1 uo+ D1D2D4D3B+iOt0uot0u20tuDuD2、uD4uD1、uD3ioRLAu2u1 uo+ D1D2D4D3B+ 在在u2的的正半周，正半周， D1和和D3導通導通，D2和和D4截止截止(相當于開路相當于開路) 。ioRLAu2u1 uo+D1D2D4D3B+ 在在u2的負半周，的負半周，D2 和和 D4導通導通, D1和和 D3 截止截止(相當于開路相當于開路)， 在一個周期內(nèi)，通過電在一個周期內(nèi)，通過電阻的電流方向相同，在負載阻的電流方向相同，在負載上得到的是全波整流電壓上得到的是

16、全波整流電壓uo。工作原理工作原理Uo to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uD1uD3uD4uD2uOuuDiO 由于二極管的正向壓降由于二極管的正向壓降很小，因此可認為很小，因此可認為uO 的波形的波形和和u 的正半波是相同的。輸出的正半波是相同的。輸出電壓的平均值為電壓的平均值為 02O21)t(tdsinUU229 . 022UU U2U2U2 式中式中U2是變壓器副方交流是變壓器副方交流電壓電壓u2的有效值。的有效值。 截止管所承受的最高反向電截止管所承受的最高反向電壓為壓為2DRM2UU UO=0.9 U2每個二極管通過的平均電流每個二極管通過的平均電流D

17、O12II下圖是單相橋式整流電路的簡化畫法下圖是單相橋式整流電路的簡化畫法+uo RLio+u 例例 已知負載電阻已知負載電阻RL =80 ,負載電壓負載電壓UO=110V。今采用。今采用單相單相橋式整流電路，交流電源電壓為橋式整流電路，交流電源電壓為380V。（。（1）如何選用晶體二）如何選用晶體二極管？（極管？（2）求整流變壓器的變比及容量。）求整流變壓器的變比及容量。 解解 （1）負載電流）負載電流1.4AA80110LOO RUI每個二極管通過的平均電流每個二極管通過的平均電流0.7A21OD II變壓器副邊電壓的有效值為變壓器副邊電壓的有效值為122VV0.91100.9O2 UU整

18、流橋符號整流橋符號 考慮到變壓器副繞組及管子上的壓降，變壓器副邊的電考慮到變壓器副繞組及管子上的壓降，變壓器副邊的電壓大約要高出壓大約要高出10%，即，即122 1.1=134V。于是。于是V189V1342DRM U 因此可選用，其因此可選用，其最大整流電流最大整流電流為為1A，反向工作峰值電壓反向工作峰值電壓為為300V晶體二極管。晶體二極管。（2）變壓器的變比及容量）變壓器的變比及容量變壓器的變比變壓器的變比2.8134380 K變壓器副邊電流的有效值為變壓器副邊電流的有效值為1.55AA0.91.40.9O2 II變壓器的容量為變壓器的容量為A208VA1.55V13422 IUS可選

19、用可選用BK300（300VA），），380/134V的變壓器。的變壓器。半波整流電容濾波半波整流電容濾波 電路的外特性電路的外特性估算公式估算公式: UO=1.0U2 2UDRM=2U2: t0 2 3 2U2u2Io Uo2U20.45U20濾波后輸出電壓濾波后輸出電壓 u uo o 的波形變得平緩的波形變得平緩, ,平平均值提高。均值提高。uO3.濾波電路濾波電路 二極管導通時給二極管導通時給電容充電電容充電, ,二極管截止二極管截止時電容向負載放電時電容向負載放電 uou2uDioDRLTu1C半波整流電容濾波電路半波整流電容濾波電路tuO2U2 UO =1.2U22U2IO UO0.

20、9U20.45U200uoRLC+uCu2u1 + + io放電時間常數(shù)放電時間常數(shù) = RLC越大越大,脈脈動越小動越小,輸出電壓平均值越高輸出電壓平均值越高,一般要求一般要求2)53(LTCR 全波整流電容濾波電路全波整流電容濾波電路2DRM2UU 例例 有一有一單相橋式單相橋式電容濾波電容濾波整流電路，已知交整流電路，已知交流電源頻率流電源頻率f=50Hz,負載電阻負載電阻RL =200 ,要求直流輸要求直流輸出電壓出電壓UO =30V,選擇選擇整流二極管整流二極管及及濾波電容器。濾波電容器。 解解 （1）選擇）選擇整流二極管整流二極管流過二極管的電流流過二極管的電流75mA0.075A

21、A20030212121LOOD RUII取取UO =1.2U2, 所以變壓器副邊電壓的有效值所以變壓器副邊電壓的有效值25VV1.2301.2O2 UURLC1u2u1+ + 型電容濾波整流電路型電容濾波整流電路+C2R（2） 選擇濾波電容器選擇濾波電容器選用選用C=250 F ，耐壓為，耐壓為50V的極性的極性電容器電容器F250200202. 0525L RTC二極管所承受的最高反向電壓二極管所承受的最高反向電壓35V25V222DRM UU 因此可選用二極管，其因此可選用二極管，其最大整流電流最大整流電流為為100mA，反向工作峰值電壓反向工作峰值電壓為為50V。電感濾波電路電感濾波電

22、路uoRLLu2u1 + + iotuo0 由于電感的感抗由于電感的感抗XL L，對直流分量，對直流分量XL0，電感視為短路，電感視為短路。對于交流分量頻率越高，。對于交流分量頻率越高，XL越大，因此直流分量通過電感線越大，因此直流分量通過電感線圈全部輸出到負載上，而交流分量在電感線圈上產(chǎn)生較大壓降圈全部輸出到負載上，而交流分量在電感線圈上產(chǎn)生較大壓降，而被濾掉，使負載上得到較平緩的輸出電壓，電感，而被濾掉，使負載上得到較平緩的輸出電壓，電感L越大，越大，濾波效果越好。濾波效果越好。若忽略電感線圈電阻，輸出電壓為若忽略電感線圈電阻，輸出電壓為Uo0.9U2 穩(wěn)壓管是一種特殊的面穩(wěn)壓管是一種特殊

23、的面接觸型半導體硅二極管。其接觸型半導體硅二極管。其表示符號如下圖所示。表示符號如下圖所示。 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。工作于反向擊穿區(qū)。從反向特性曲線上可以看出，反從反向特性曲線上可以看出，反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流很小。當反向電壓增高到向電流很小。當反向電壓增高到擊穿電壓時，反向電流突然劇增，擊穿電壓時，反向電流突然劇增，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管反向擊穿。此后，電流雖反向擊穿。此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這一兩端的電壓變化很小。利用這一特性，特性，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管在電路中能起到穩(wěn)在電路中能起到穩(wěn)壓作用

24、。壓作用。DZI/mAU/V0UZIZIZmax+ 正向正向 +反向反向 UZ IZUZminIZmin 1. 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓UZ UZ是穩(wěn)壓管反向擊穿后，穩(wěn)壓管兩端的穩(wěn)壓值。不同型號的穩(wěn)是穩(wěn)壓管反向擊穿后，穩(wěn)壓管兩端的穩(wěn)壓值。不同型號的穩(wěn)壓管具有不同的穩(wěn)壓值，同一型號穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也略有差別。壓管具有不同的穩(wěn)壓值，同一型號穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也略有差別。1.3.2 穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)4. 4. 動態(tài)電阻動態(tài)電阻RzRzr rZ Z是穩(wěn)壓管在工作區(qū)電壓變化量是穩(wěn)壓管在工作區(qū)電壓變化量 U UZ Z與電流變化量與電流變化量 I IZ Z的比值，的比值，即：即： ZZZIUr 2

25、. 2. 最小穩(wěn)定電流最小穩(wěn)定電流I IZminZmin I IZminZmin是保證穩(wěn)壓管具有正常穩(wěn)壓性能的最小工作電流，當穩(wěn)壓是保證穩(wěn)壓管具有正常穩(wěn)壓性能的最小工作電流，當穩(wěn)壓管的反向電流小于管的反向電流小于I IZminZmin時，穩(wěn)壓管尚未擊穿，穩(wěn)出電壓不穩(wěn)定。時，穩(wěn)壓管尚未擊穿，穩(wěn)出電壓不穩(wěn)定。 3. 3. 最大穩(wěn)定電流最大穩(wěn)定電流I IZmaxZmaxI IZmaxZmax是穩(wěn)壓管允許流過的最大工作電流。是穩(wěn)壓管允許流過的最大工作電流。動態(tài)電阻越小，反向伏安特性曲線越陡，穩(wěn)壓性能越好。動態(tài)電阻越小，反向伏安特性曲線越陡，穩(wěn)壓性能越好。RLCRIRIZDZIo+Uo +Ui +U2

26、引起電壓不穩(wěn)定的原因是交流電源電壓的波動和負載電流引起電壓不穩(wěn)定的原因是交流電源電壓的波動和負載電流的變化的變化,下面分析在這兩種情況下的穩(wěn)壓作用。下面分析在這兩種情況下的穩(wěn)壓作用。 （1）當交流電源電壓增加而使整流輸出電壓）當交流電源電壓增加而使整流輸出電壓Ui隨著增加隨著增加時，負載電壓時，負載電壓Uo也要增加。也要增加。Uo即為穩(wěn)壓管兩端的反向電壓。即為穩(wěn)壓管兩端的反向電壓。負載電壓負載電壓Uo稍有增加時，穩(wěn)壓管的電流稍有增加時，穩(wěn)壓管的電流IZ就顯著增加，因就顯著增加，因此限流電阻此限流電阻R上的壓降增加，以抵償上的壓降增加，以抵償Ui的增加，從而使的增加，從而使Uo保保持近似不變。持

27、近似不變。Uo RL不變：不變： u2 Ui Uo IZ IR UR 限流電阻限流電阻TRLCUiUZIZDZUou2Iou1u2不變：不變：RL IR UO UR IZ Uo UR IR IO （2）當電源電壓保持不變，而負載電流增大時，電阻）當電源電壓保持不變，而負載電流增大時，電阻R上的上的壓降增大，負載電壓壓降增大，負載電壓Uo因而下降。只要因而下降。只要Uo下降一點，穩(wěn)壓管下降一點，穩(wěn)壓管電流電流IZ就顯著減小，使通過電阻就顯著減小，使通過電阻R的電流和電阻上的壓降保持的電流和電阻上的壓降保持近似不變，因此負載電壓近似不變，因此負載電壓Uo也就近似穩(wěn)定不變。也就近似穩(wěn)定不變。RIR

28、選擇穩(wěn)壓管時一般?。哼x擇穩(wěn)壓管時一般取：UZ = Uo ， Ui =(23)Uo， Izmax=(23)Iomax 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結構簡單，但輸出電流較小，輸出電穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結構簡單，但輸出電流較小，輸出電壓不能調(diào)節(jié)，通常適用于小電流，固定輸出電壓，負壓不能調(diào)節(jié)，通常適用于小電流，固定輸出電壓，負載變化不大，穩(wěn)壓精度要求不高的場合載變化不大，穩(wěn)壓精度要求不高的場合（1）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管為反接；）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管為反接；（2）使用穩(wěn)壓管時必須串聯(lián)限流電阻。）使用穩(wěn)壓管時必須串聯(lián)限流電阻。 例例 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，負載電阻由開路變到穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，負載電阻由開路變到500 ，要，要求輸出電

29、壓求輸出電壓Uo6V， 試求試求Ui，U2 ，UZ、IZmax。V15102 .118121.2i2 UUmA125006Loomax RUIIZmax=(23)Iomax=(23) 12=2436mAUZ=Uo=6V解解 Ui（23）Uo（23） 61218V集電區(qū)集電區(qū)集電結集電結基區(qū)基區(qū)發(fā)射結發(fā)射結發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電極集電極C基極基極B發(fā)射極發(fā)射極ENNPECB符號符號集電區(qū)集電區(qū)集電結集電結基區(qū)基區(qū)發(fā)射結發(fā)射結發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電極集電極C發(fā)射極發(fā)射極E基極基極BNNPPNCBE符號符號制造三極管的工藝要求：制造三極管的工藝要求：1.基區(qū)必須很薄，且摻雜濃度最低基區(qū)必須很薄，且摻雜濃度最低2

30、.發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠大于基區(qū)的摻雜濃度發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠大于基區(qū)的摻雜濃度3.集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜濃度低集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜濃度低ECRCIC UCECEBUBE共發(fā)射極接法放大電路共發(fā)射極接法放大電路（1）發(fā)射結正向偏置）發(fā)射結正向偏置 （加正向電壓）；（加正向電壓）；（2）集電結反向偏置）集電結反向偏置（加反向電壓）。（加反向電壓）。EBRBIBNPN型三極管型三極管:UBE 0UBC VB VE通常通常NPN型硅管的發(fā)射結電壓型硅管的發(fā)射結電壓UBE=0.6V0.7V，PNP型鍺管的發(fā)射結電壓型鍺管的發(fā)射結電壓UBE= -0.2V-0.3V。 IEECRCIC UCECEBU

31、BE共發(fā)射極接法放大電路共發(fā)射極接法放大電路三極管具有電流控三極管具有電流控 制作用的外部條件制作用的外部條件 : （1）發(fā)射結正向偏置；）發(fā)射結正向偏置；（2）集電結反向偏置。）集電結反向偏置。對于對于PNP型三極管應滿足型三極管應滿足:EBRBIBIE即即 VC VB 0UBE IB同樣有同樣有: IC IB所以說三極管具有電流控制作用所以說三極管具有電流控制作用,也稱之為電流放大作用。也稱之為電流放大作用。電流關系：電流關系：IE=IB+ICECRCIC UCECEBUBEEBRBIBIEIC= IB = IC IBBCII （1） UBE 0， UBC 0（2） IC= IB條條件件特

32、特征征（1）發(fā)射結正向偏置；）發(fā)射結正向偏置；（2）集電結反向偏置。）集電結反向偏置。ECRCIC UCECEBUBEEBRBIBIE 集電結、發(fā)射結均反向偏置，即集電結、發(fā)射結均反向偏置，即UBE 0 （1） IB增加時，增加時，IC基本不變，基本不變， 且且IC UC / RC （2） UCE 0 晶體管晶體管C、E之間相當于短路之間相當于短路即即UCE VB VE且且IC= IB 集電結、發(fā)射結均反向偏置，即集電結、發(fā)射結均反向偏置，即UBE 0 UCE=UCC-RCIC，且且ICS UC / RC UCE 0 晶體管晶體管C、E之間相當于短路，之間相當于短路，即即UCE VB 集電結也

33、反偏集電結也反偏所以三極管工作在截止狀態(tài)所以三極管工作在截止狀態(tài)第第1章章 1.4 三極管在小信號三極管在小信號( (微變量微變量) )情況下工作時情況下工作時, ,可以在靜態(tài)工作點可以在靜態(tài)工作點附近的附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線, ,三極管就三極管就可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件三極管所組可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件三極管所組成的放大電路等效為一個線性電路。成的放大電路等效為一個線性電路。2000001( )()()()()().2f xf xfxxxfxxx000( )()()()f xf x

34、fxxx高階無窮小則變化量之間是線性關系則變化量之間是線性關系OIB UBE UCEIB QIBUBE在晶體管的輸入特性曲線上，將工作在晶體管的輸入特性曲線上，將工作點點Q附近的工作段近似地看成直線，附近的工作段近似地看成直線，當當UCE為常數(shù)時，為常數(shù)時，UBE與與IB之比之比CECEbbeBBEbeUUiuIUr 稱為晶體管的輸入電阻，在小信號的稱為晶體管的輸入電阻，在小信號的條件下，條件下，rbe是一常數(shù)，由它確定是一常數(shù)，由它確定ube和和ib之間的關系。因此，晶體管的輸入之間的關系。因此，晶體管的輸入電路可用電路可用rbe等效代替。等效代替。低頻小功率晶體管輸入電阻的常用下式估算低頻

35、小功率晶體管輸入電阻的常用下式估算)mA()mV(26)1()(300EbeIr rbe是對交流而言的一個動態(tài)電阻。是對交流而言的一個動態(tài)電阻。QIC UCE IBICICUCE晶體管輸出特性曲線的線性工作區(qū)是一組近似等距離的平行直晶體管輸出特性曲線的線性工作區(qū)是一組近似等距離的平行直線，當線，當UCE為常數(shù)時，為常數(shù)時，IC與與IB之比之比CECEbcBCUUiiII 即為晶體管的電流放大系即為晶體管的電流放大系數(shù)，在小信號的條件下，數(shù)，在小信號的條件下， 是一常數(shù)，由它確定是一常數(shù)，由它確定ic受受ib的控制關系。因此，晶體的控制關系。因此，晶體管的輸出電路可用一管的輸出電路可用一受控受控

36、電流源電流源ic = = ib等效代替。等效代替。QIC UCE IBICICUCEUCE晶體管的輸出特性曲線不完全與橫軸平行，當晶體管的輸出特性曲線不完全與橫軸平行，當IB為常數(shù)時，為常數(shù)時，UCE與與IC之比之比BBcceCCEceIIiuIUr 稱為晶體管的輸出電阻，稱為晶體管的輸出電阻，在小信號的條件下，在小信號的條件下，rce也是一常數(shù)，在等效電也是一常數(shù)，在等效電路中與路中與 ib并聯(lián)，并聯(lián)，EBCrceicrbe ib ib+uce +ube CBE+ube +uce icibT由以上分析可得出晶體管的微變等效電路由以上分析可得出晶體管的微變等效電路由于由于rce的阻值很高，可以

37、將其看成開路。的阻值很高，可以將其看成開路。EBCicrbe ib ib+uce +ubeEBCicrbe ib ib+uce+ubeie(1)ebiiSiO2結構示意圖結構示意圖P型硅襯底型硅襯底源極源極S柵極柵極G漏極漏極D 襯底引線襯底引線BN+N+DBSG符號符號SiO2結構示意圖結構示意圖N型硅襯底型硅襯底源極源極S柵極柵極G漏極漏極D 襯底引線襯底引線BP+P+DBSG符號符號結構示意圖結構示意圖P型硅襯底型硅襯底源極源極S漏極漏極D 柵極柵極G襯底引線襯底引線B耗盡層耗盡層3. N溝道耗盡型溝道耗盡型 N+N+正離子正離子N N型溝道型溝道SiO2DBSG符號符號 制造時制造時,

38、在二氧化硅絕緣層中摻入大量的正離子，在二氧化硅絕緣層中摻入大量的正離子，形成原始導電溝道。形成原始導電溝道。GDBS符號符號P溝道耗盡型溝道耗盡型 N溝道耗盡型溝道耗盡型 SiO2結構示意圖結構示意圖P型硅襯底型硅襯底耗盡層耗盡層襯底引線襯底引線BN+N+SGDUDSID = 0 D與與S之間是兩個之間是兩個PN結反向串聯(lián)，結反向串聯(lián)，無論無論D與與S之間加之間加什么極性的電壓，什么極性的電壓，總有一個總有一個PN結是反結是反向偏置，漏極電流向偏置，漏極電流均接近于零。均接近于零。1.5.2 場效應管的工作原理場效應管的工作原理P型硅襯底型硅襯底N+BSGD。耗盡層耗盡層ID = 0 由柵極指

39、向襯底方由柵極指向襯底方向的電場使空穴向下移向的電場使空穴向下移動動,電子向上移電子向上移 動動,在在P 型硅襯底的型硅襯底的 上表面形上表面形成耗盡層。成耗盡層。 仍然沒有漏仍然沒有漏極電流。極電流。 UGSN+N+UDSP型硅襯底型硅襯底N+BSGD。UDS耗盡層耗盡層ID 柵極下柵極下P型半導型半導體表面形成體表面形成N型導電型導電溝道，當溝道，當D、S加上加上正向電壓后可產(chǎn)生正向電壓后可產(chǎn)生漏極電流漏極電流ID 。 N型導電溝道N+N+UGS 通過控制通過控制ID。N型硅襯底型硅襯底N+BSGD。PMOS管結構示意圖管結構示意圖P溝道溝道PMOS管與管與NMOS管管互為對偶關系，使用互

40、為對偶關系，使用時時UGS 、UDS的極性的極性也與也與NMOS管相反。管相反。 P+P+UGSUDSID夾斷電壓夾斷電壓UGS(off)為正值，為正值， UGS 0時，導電溝道變寬；時，導電溝道變寬； UGS 0時導電溝道變窄時導電溝道變窄。為了使。為了使UGS能從能從ID=0開始控制開始控制 ID的大小，的大小， 應使應使UGS UGS(off)時管子導通，夾斷電壓時管子導通，夾斷電壓UGS(off)為負值。為負值。對于耗盡型對于耗盡型PMOS管：管：4321051015UGS =5V6V4V3V2VID /mAUDS =10V增強型增強型 NMOS 管的特性曲線管的特性曲線 0123飽和

41、區(qū)飽和區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)246UGS / V1.5.3 場效應管的場效應管的特性曲線特性曲線UGs(th)輸出特性輸出特性轉移特性轉移特性 UDS / VID /mA（1）可變電阻區(qū)：）可變電阻區(qū)：UGS不變，不變，ID與與UDS成正比，漏源之成正比，漏源之間相當于一個受間相當于一個受UGS電壓控制的可變電阻。電壓控制的可變電阻。夾斷區(qū)夾斷區(qū)4321051015UGS =5V6V4V3V2VID /mAUDS =10V增強型增強型 NMOS 管的特性曲線管的特性曲線 0123飽和區(qū)飽和區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)246UGS / VUGs(th)輸出特性輸出特性轉移特性轉

42、移特性 UDS / VID /mA（2）飽和區(qū)（放大區(qū)）：）飽和區(qū)（放大區(qū)）：UDS大于一定值，大于一定值， ID幾乎不隨幾乎不隨UDS變化，變化， ID 受受UGS的控制。相當于電壓控制電流源。的控制。相當于電壓控制電流源。夾斷區(qū)夾斷區(qū)4321051015UGS =5V6V4V3V2VID /mAUDS =10V增強型增強型 NMOS 管的特性曲線管的特性曲線 0123飽和區(qū)飽和區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)246UGS / VUGs(th)輸出特性輸出特性轉移特性轉移特性 UDS / VID /mA（3）擊穿區(qū)：）擊穿區(qū)：UDS過大，過大，ID急劇增加。急劇增加。夾斷區(qū)夾斷區(qū)（4）夾斷

43、區(qū)：）夾斷區(qū)： ，場效應管截止，場效應管截止，ID=04321051015UGS =5V6V4V3V2VID /mAUDS =10V增強型增強型 NMOS 管的特性曲線管的特性曲線 0123飽和區(qū)飽和區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)246UGS / VUGs(th)輸出特性輸出特性轉移特性轉移特性 UDS / VID /mA轉移特性：轉移特性：常數(shù)常數(shù) DS)(GSDUUfI 柵極對漏極電流的控制作用，場效應柵極對漏極電流的控制作用，場效應管是電壓控制器件。管是電壓控制器件。夾斷區(qū)夾斷區(qū)1.5.4 場效應管的場效應管的微變等效電路微變等效電路SiO2P型硅襯底型硅襯底源極源極S柵極柵極G漏極

44、漏極D 襯底引線襯底引線BN+N+DBSG符號符號 絕緣柵型場效應管的柵源之間為一層絕緣物質(zhì)，絕緣柵型場效應管的柵源之間為一層絕緣物質(zhì)，即使在柵源之間加入電壓，柵源之間也沒有電流，管即使在柵源之間加入電壓，柵源之間也沒有電流，管子的輸入電阻很高，認為柵源之間開路。子的輸入電阻很高，認為柵源之間開路。1.5.4 場效應管的場效應管的微變等效電路微變等效電路DBSG符號符號場效應管工作在飽和區(qū)，表現(xiàn)出恒流特性，漏極電流的場效應管工作在飽和區(qū)，表現(xiàn)出恒流特性，漏極電流的變化量變化量 ID與柵、源極間的電壓變化量與柵、源極間的電壓變化量 UGS成比例變化，成比例變化，即即gsmdGSmDugiUgI或

45、或 場效應管小信號的微變等效電路場效應管小信號的微變等效電路gm ugsidugs+ + udsDGS 輸出回路可等效為電壓控制的受控電流源。場效應管輸出回路可等效為電壓控制的受控電流源。場效應管小信號的微變等效電路如圖所示小信號的微變等效電路如圖所示在在UDS =0時，柵源電壓與柵極電流的比值，其值很高。時，柵源電壓與柵極電流的比值，其值很高。 指在一定的指在一定的UDS下，開始出現(xiàn)漏極電流所需的柵源電下，開始出現(xiàn)漏極電流所需的柵源電 壓。它是增強型壓。它是增強型MOS管的參數(shù)，管的參數(shù)，NMOS為正，為正，PMOS為負。為負。 指在一定的指在一定的UDS下，使漏極電流近似等于零時所需的下，

46、使漏極電流近似等于零時所需的柵源電壓。是耗盡型柵源電壓。是耗盡型MOS管的參數(shù)，管的參數(shù)，NMOS管是負值，管是負值，PMOS管是正值。管是正值。 UDS為常數(shù)時，漏極電流的微變量與引起這個變化的為常數(shù)時，漏極電流的微變量與引起這個變化的柵源電壓的微變量之比稱為跨導柵源電壓的微變量之比稱為跨導,即即 另外，漏源極間的擊穿電壓另外，漏源極間的擊穿電壓U(BR)DS、柵源極間的擊、柵源極間的擊穿電壓穿電壓U(BR)GS以及漏極最大耗散功率以及漏極最大耗散功率PDM是管子的極限是管子的極限參數(shù)，使用時不可超過。參數(shù)，使用時不可超過。gm= ID / UGS UGS =常數(shù)常數(shù) 跨導是衡量場效應管柵源

47、電壓對漏極電流控制能跨導是衡量場效應管柵源電壓對漏極電流控制能力的一個重要參數(shù)。力的一個重要參數(shù)。 電力半導體器件是用來進行電力半導體器件是用來進行。它與前面介紹的半導體器件不同，一方面。它與前面介紹的半導體器件不同，一方面它必須要有高電壓，大電流的承受能力，另一方面必須以它必須要有高電壓，大電流的承受能力，另一方面必須以開關模式運行。電力半導體器件有很多種類和不同的分類開關模式運行。電力半導體器件有很多種類和不同的分類方式，按照開通、關斷控制方式可分為三大類：方式，按照開通、關斷控制方式可分為三大類：（1）。這是一類兩個極的器件，一端是正極，。這是一類兩個極的器件，一端是正極，另一端是負極，

48、其開通和關斷由兩個極所加電壓來決定另一端是負極，其開通和關斷由兩個極所加電壓來決定，常見的有大功率二極管、快速恢復二極管等。，常見的有大功率二極管、快速恢復二極管等。（2）。這類器件是三個極的器件，除了正負極。這類器件是三個極的器件，除了正負極外，還有一個控制極，它的開通可以通過控制極控制，外，還有一個控制極，它的開通可以通過控制極控制，但不能通過控制極控制關斷。這類器件主要有晶閘管。但不能通過控制極控制關斷。這類器件主要有晶閘管。 （3）。這類器件也是三個極的器件，控制極。這類器件也是三個極的器件，控制極不僅可以控制其開通，而且也能控制其關斷，這類器不僅可以控制其開通，而且也能控制其關斷，這

49、類器件是電力半導體器件的主導方向，代表這類器件有控件是電力半導體器件的主導方向，代表這類器件有控制極可關斷晶閘管制極可關斷晶閘管GTO，雙極型大功率晶體管，雙極型大功率晶體管BJT，絕緣柵型雙極晶體管絕緣柵型雙極晶體管IGBT等。等。晶閘管又稱可控硅（晶閘管又稱可控硅（SCR），是一種大功率半導體器件，），是一種大功率半導體器件，主要用于整流、逆變電路中，具有體積小，耐壓高的特點主要用于整流、逆變電路中，具有體積小，耐壓高的特點。5.6.1 晶閘管晶閘管晶閘管結構示意圖及符號晶閘管結構示意圖及符號P1P2N1N2J1J2J3KAGGAKTIA 晶閘管是一個晶閘管是一個PNPN四層結構的半導體器

50、件，有三個四層結構的半導體器件，有三個PN結結J1、J2、J3，引出三個極，分別為陽極，引出三個極，分別為陽極A，陰極，陰極K，控制，控制極極G。 當晶閘管陽極當晶閘管陽極A與陰極與陰極K兩端加正向電壓（兩端加正向電壓（uAK 0），J2結處于反向偏置狀態(tài)，器件結處于反向偏置狀態(tài)，器件A、K兩端仍不導通，兩端仍不導通，這種狀態(tài)稱為正向阻斷狀態(tài)。這種狀態(tài)稱為正向阻斷狀態(tài)。P1P2N1N2J1J2J3KAG 當在晶閘管陽極當在晶閘管陽極A與陰與陰極極 K 兩 端 加 反 向 電 壓 （兩 端 加 反 向 電 壓 （uAK 0），），J1、J3結處于反結處于反向偏置狀態(tài)，器件向偏置狀態(tài)，器件A、K兩

51、兩端不導通，這種狀態(tài)稱為反端不導通，這種狀態(tài)稱為反向阻斷狀態(tài)。向阻斷狀態(tài)。 并且即使電壓并且即使電壓uG消失，晶閘管仍可保持導通。因此消失，晶閘管仍可保持導通。因此控制極的作用只是使晶閘管觸發(fā)導通，導通后控制極控制極的作用只是使晶閘管觸發(fā)導通，導通后控制極就失去了控制用。晶閘管導通時，陽極與陰極之間的就失去了控制用。晶閘管導通時，陽極與陰極之間的正向壓降一般為正向壓降一般為0.61.2V。 在這種情況下若在晶閘管在這種情況下若在晶閘管的控制極的控制極G與陰極與陰極K間加一個間加一個正向電壓正向電壓uG，又稱觸發(fā)電壓，又稱觸發(fā)電壓，且且uG 0，這個觸發(fā)電壓使晶閘，這個觸發(fā)電壓使晶閘管管A、K兩

52、端導通，晶閘管一兩端導通，晶閘管一旦導通，就顯示出了與二極管旦導通，就顯示出了與二極管類似的正向特性。類似的正向特性。P1P2N1N2J1J2J3KAG 若要關斷晶閘管，可減小陽極電流若要關斷晶閘管，可減小陽極電流IA到到維持電流維持電流IH以以下，使它由導通狀態(tài)變?yōu)檎蜃钄酄顟B(tài)而關斷；或在陽極下，使它由導通狀態(tài)變?yōu)檎蜃钄酄顟B(tài)而關斷；或在陽極與陰極之間加與陰極之間加反向電壓反向電壓，使其由導通狀態(tài)變?yōu)榉聪蜃钄酄?，使其由導通狀態(tài)變?yōu)榉聪蜃钄酄顟B(tài)而關斷。態(tài)而關斷。 綜上所述，綜上所述，晶閘管的導通條件晶閘管的導通條件為：為：。晶閘。晶閘管的管的關斷條件關斷條件：。因此可將晶閘管看成是一個可控的單

53、向導電開關。因此可將晶閘管看成是一個可控的單向導電開關。 。它是可以。它是可以兩個方向控制導通的晶閘管兩個方向控制導通的晶閘管，其符號如圖所示。用，其符號如圖所示。用T1和和T2分別表示兩個極，分別表示兩個極，G仍為控仍為控制極。制極。GT1T2 實際上它相當于兩個反向并聯(lián)晶閘管的組合，只是共實際上它相當于兩個反向并聯(lián)晶閘管的組合，只是共用一個控制極，通過在控制極施加正負電壓來控制晶閘管用一個控制極，通過在控制極施加正負電壓來控制晶閘管的雙向導通。的雙向導通。雙向晶閘管雙向晶閘管GT1T2T2T1G通常通常時，控制極與時，控制極與T1極間加正向電壓，即極間加正向電壓，即，雙向晶閘管為正向導通；

54、雙向晶閘管為正向導通；，在控制極與，在控制極與T1極間加反向控制電壓，即極間加反向控制電壓，即，雙向晶閘管為反向導通。，雙向晶閘管為反向導通。 晶閘管有兩個工作區(qū)域。當晶閘管承受反向電壓，且大小低于反晶閘管有兩個工作區(qū)域。當晶閘管承受反向電壓，且大小低于反向擊穿電壓向擊穿電壓UBR時，僅有極小的反向漏電電流，與二極管的反向特時，僅有極小的反向漏電電流，與二極管的反向特性類似。這時無論控制極是否有正向電壓，晶閘管均不會導通，處性類似。這時無論控制極是否有正向電壓，晶閘管均不會導通，處于反向阻斷狀態(tài)。于反向阻斷狀態(tài)。晶閘管的特性曲線晶閘管的特性曲線IAUAKUBRUDSMIG=0IG1IG2IH0

55、 當反向電壓超過一定值并達到反向擊穿電壓時，會使反向當反向電壓超過一定值并達到反向擊穿電壓時，會使反向漏電電流急劇增大，導致晶閘管損壞。漏電電流急劇增大，導致晶閘管損壞。IAUAKUBRUDSMIG=0IG1IG2IH0 當晶閘管兩端加入正向電壓、而控制極未加電壓時，當晶閘管兩端加入正向電壓、而控制極未加電壓時，IG0，晶，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，只有很小的正向漏電電流閘管處于正向阻斷狀態(tài)，只有很小的正向漏電電流IA。若晶閘管兩。若晶閘管兩端正向電壓增加到某一數(shù)值時（端正向電壓增加到某一數(shù)值時（UDSM），電流），電流IA突然急劇增加，晶突然急劇增加，晶閘管在沒有控制極電壓作用下，由正向阻斷變

56、為導通，這個電壓閘管在沒有控制極電壓作用下，由正向阻斷變?yōu)閷?，這個電壓UDSM稱為晶閘管的正向轉折電壓。稱為晶閘管的正向轉折電壓。 在正常工作時，一般不允許晶閘管上的正向電壓值達到在正常工作時，一般不允許晶閘管上的正向電壓值達到UDSM，因為這將失去晶閘管控制極的作用，同時這種導通方法容易造成晶因為這將失去晶閘管控制極的作用，同時這種導通方法容易造成晶閘管的損壞。閘管的損壞。IAUAKUBRUDSMIG=0IG1IG2IH0 若在控制極上加觸發(fā)電壓，則產(chǎn)生控制極電流，即若在控制極上加觸發(fā)電壓，則產(chǎn)生控制極電流，即IG 0，這會，這會降低轉折電壓，電流降低轉折電壓，電流IG越大，轉折電壓越低。

57、電流越大，轉折電壓越低。電流IG從控制極流入從控制極流入晶閘管、從陰晶閘管、從陰極流出晶閘管。極流出晶閘管。雙向晶閘管的特性曲線在第雙向晶閘管的特性曲線在第1和第和第3象限有對稱的伏安特性象限有對稱的伏安特性。雙向晶閘管特性曲線雙向晶閘管特性曲線IUIG=00（1） 正向重復峰值電壓正向重復峰值電壓UDRM UDRM是指控制極開路時，允許重復加在晶閘管上的是指控制極開路時，允許重復加在晶閘管上的最大正向電壓，通常最大正向電壓，通常UDRM0.8UDSM(2) 反向重復峰值電壓反向重復峰值電壓URRM URRM是指控制極開路時，允許重復加在晶閘管上的是指控制極開路時，允許重復加在晶閘管上的最大反

58、向電壓，通常最大反向電壓，通常URRM0.8UBR。普通晶閘管的普通晶閘管的UDRM和和URRM的值為的值為1003000V。 (3) 額定正向平均電流額定正向平均電流IF IF是指在規(guī)定環(huán)境溫度和標準散熱及晶閘管全導通是指在規(guī)定環(huán)境溫度和標準散熱及晶閘管全導通條件下，允許晶閘管連續(xù)通過的工頻正弦半波在一個周期條件下，允許晶閘管連續(xù)通過的工頻正弦半波在一個周期內(nèi)的平均值即內(nèi)的平均值即 mm0Fsin21ItII（4） 維持電流維持電流IH IH是指在控制極開路和規(guī)定環(huán)境溫度下，維持晶間是指在控制極開路和規(guī)定環(huán)境溫度下，維持晶間管導通的最小電流。當晶閘管正向電流小于管導通的最小電流。當晶閘管正向

59、電流小于IH時，晶閘管時，晶閘管將自行關閉。將自行關閉。（5） 控制極觸發(fā)電流控制極觸發(fā)電流IG IG是指在室溫和陽、陰極之間直流電壓為是指在室溫和陽、陰極之間直流電壓為6V條件下條件下，使晶閘管完全導通所需的最小控制極直流電流，從幾毫，使晶閘管完全導通所需的最小控制極直流電流，從幾毫安至幾百毫安。安至幾百毫安。（6）控制極觸發(fā)電壓）控制極觸發(fā)電壓UG UG是指使晶閘管正向導通時，控制極所加電壓，是指使晶閘管正向導通時，控制極所加電壓，一般為一般為15V。1.6.2 晶閘管的應用晶閘管的應用(1) 電阻性負載電阻性負載 當電源電壓為正半周時，晶閘管當電源電壓為正半周時，晶閘管T承受正向電壓，在

60、承受正向電壓，在t1時刻，控制時刻，控制極加入觸發(fā)電壓極加入觸發(fā)電壓uG，晶閘管從，晶閘管從t1時刻開始導通，導通后負載上輸出時刻開始導通，導通后負載上輸出電壓電壓uo。當電壓。當電壓u下降接近零時，晶閘管因正向電流小于維持電流下降接近零時，晶閘管因正向電流小于維持電流而關斷。而關斷。tUu sin2設電壓設電壓uo RLT+ uTu+ iou0t0tuo0tuTuGuuGt1t2ioiouo 在在u的負半周，晶閘管的負半周，晶閘管T承受反向電壓而阻斷。在下一個周期承受反向電壓而阻斷。在下一個周期的同一時刻再次加入觸發(fā)電壓，重復前一個周期的過程。的同一時刻再次加入觸發(fā)電壓，重復前一個周期的過程