晶闸管(thyristor)是一种可控硅器件,也称为可控二极管。它是一种四层p-n-p-n结构的器件,紧密地结合了二极管和晶体管的特性,能够实现电流的可控放大和开关操作。
晶闸管的工作原理可以分为两种情况:正向触发和反向触发。在正向触**况下,当晶闸管的极性电压达到正向击穿电压时,器件就可以导通,形成一个低电阻通路。而在反向触**况下,晶闸管的极性电压达到反向击穿电压时,器件失去可控性,工作于开断状态。
在正向触**况下,晶闸管的主要工作过程可以分为激励、触发和维持三个阶段。
在激励阶段,晶闸管的阳极连接正向电压,而控制极连接零电压。此时,晶闸管处于关断状态,没有电流通过。
在触发阶段,通过控制极施加一个短脉冲电流,尽可能短地持续几微秒,以激发器件。此时,由于短脉冲电流的存在,晶闸管的输出电流开始流动,而且即使去掉短脉冲电流也可以维持输出电流。这是因为触发电流改变了器件内部的电势分布,从而建立了一个由阳极到阴极的低电阻通路,形成通道。
在维持阶段,晶闸管内部维持着一个较低的电阻,使得电流可以持续流过,直到阳极电流降为零或外部电源改变。这个状态可以持续很长时间。
总结起来,晶闸管的工作原理可以概括为:正向击穿电压下,通过短脉冲的触发电流使得器件内部的电势分布改变,形成通道,从而实现导通;反向击穿电压下,失去可控性,处于开断状态。
晶闸管的工作原理使得它在电力控制和开关应用中具有广泛的应用,例如交流电控制、交流电直流化、电能变换、高压开关等。
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