可控硅驱动设计要点.ppt

单向可控硅等效结构,,,单向可控硅晶体管模型,K,G,玻璃钝化,玻璃钝化,单向可控硅平面和纵向结构,,栅极悬空时，BG1和BG2截止,没有电流流过负载电阻RL栅极输入一个正脉冲电压时,BG2道通，VCE(BG2)下降，VBE(BG1)升高正反馈过程使BG1和BG2进入饱和道通状态电路很快从截止状态进入道通状态由于正反馈的作用栅极没有触发将保持道通状态不变可控硅工作原理-导通,,,可控硅工作原理-截止,阳极和阴极加上反向电压BG1和BG2截止加大负载电阻RL使电路电流减少BG1和BG2的基电流也将减少当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用，电路翻转为截止状态这个电流为维持电流关闭电流（IL),单向可控硅I-V曲线,正向导通电压（VTM)正向导通电流(IT),正向漏电流（Idrm)击穿电压(Vdrm),反向漏电流（Irm)击穿电压(Vrm),维持电流（IH)闭锁电流（IL）,单向可控硅反向特性,条件：控制极开路，阳极加上反向电压时分析：J2结正偏，但J1、J2结反偏当J1，J3结的雪崩击穿后，电流迅速增加，如特性OR段所示，弯曲处的电压URRM叫反向转折电压，也叫反向重复峰值电压结果：可控硅会发生永久性反向击穿。

单向可控硅正向特性,条件：控制极开路，阳极加正向电压分析：J1、J3结正偏，J2结反偏，这与普通PN结的反向特性相似，也只能流过很小电流，如特性OA段所示，弯曲处的是UDRM叫：正向转折电压，也叫断态重复峰值电压结果：正向阻断状态单向可控硅负阻特性及导通,条件：J2结的雪崩击穿分析：J2结的雪崩击穿后J2结发生雪崩倍增效应，J2结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降结果：出现所谓负阻特性正向导通条件：电流继续增加分析：J1、J2、J3三个结均处于正偏，它的特性与普通的PN结正向特性相似，结果：可控硅便进入正向导电状态---通态，,,单向可控硅触发导通,条件：控制极G上加入正向电压分析：J3正偏，形成触发电流IGT内部形成正反馈，加上IGT的作用，图中的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快结果：可控硅提前导通单向可控硅导通和关断条件,单向可控硅电参数,单向可控硅电参数,双向可控硅等效结构,双向可控硅触发模式,双向可控硅触发命名,,双向可控硅平面和纵向结构,T1,G,铜芯线电流估算,,双向可控硅I-V曲线,,双向可控硅优缺点,优点：双向可控硅可以用门极和T1 间的正向或负向电流触发。

因而能在四个“象限”触发,缺点：1. 高IGT -> 需要高峰值IG2. 由IG 触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时间较长 –> 要求IG 维持较长时间3. 低得多的dIT/dt 承受能力 —> 若控制负载具有高dI/dt 值（例如白炽灯的冷灯丝），门极可能发生强烈退化4. 高IL 值（1-工况亦如此）—>对于很小的负载，若在电源半周起始点导通，可能需要较长时间的IG，才能让负载电流达到较高的IL双向可控硅误导通,（a）电子噪声引发门极信号在电子噪声充斥的环境中，若干扰电压超过VGT，并有足够的门极电流，就会发生假触发，导致双向可控硅切换b)超过最大切换电压上升率dVCOM/dt当负载电流过零时双向可控硅发生切换，由于相位差电压并不为零，这时双向可控硅须立即阻断该电压产生的切换电压上升率若超过允许的dVCOM/dt，会迫使双向可控硅回复导通状态因为载流子没有充分的时间自结上撤出c） 超出最大的切换电流变化率dICOM/dt过高的dIT/dt 可能导致局部烧毁，并使MT1-MT2 短路高dIT/dt 承受能力决定于门极电流上升率dIG/dt 和峰值IG较高的dIG/dt 值和峰值IG(d) 超出最大的断开电压变化率dVD/dt若截止的双向可控硅上（或门极灵敏的闸流管）作用很高的电压变化率，尽管不超过VDRM（见图8），电容性内部电流能产生足够大的门极电流，并触发器件导通。

门极灵敏度随温度而升高三象限（无缓冲）双向可控硅,3Q 双向可控硅具有和4Q 双向可控硅不同的内部结构，它在门极没有临界的重叠结构这使它不能在3+象限工作，但由于排除了3+象限的触发，同时避开了4Q 双向可控硅的缺点由于大部分电路工作在1+和3-象限（用于相位控制），或者工作在1-和3-象限（用于简单的极性触发，信号来自IC 电路和其它电子驱动电路），因而和所取得的优点比较，损失3+象限的工作能力是微不足道的代价3Q 双向可控硅为初始产品制造厂带来的好处1. 高dVCOM/dt 值性能,不需缓冲电路2．高dVD/dt 值性能,不需缓冲电路3. 高dICOM/dt 值性能，不必串联电感,双向可控硅的命名,前缀字母表示：B：双向T：三端BT：三端双向可控硅，全部非绝缘型,电流值表示：131=1A134=4A136=4A137=8A138=12A139=16A,电压值表示：400=400V600=600V800=800V1000=1000V1200=1200V,,,,,,,,,触发电流表示：D：IGT 1-3≤5mA IGT 4≤10mAE：IGT 1-3≤10mA IGT 4≤25mAF：IGT 1-3≤25mA IGT 4≤70mAG：IGT 1-3≤50mA IGT 4≤100mA,双向可控硅的命名,,可控硅,可控硅—十条黄金规则,规则1. 为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电流≧IGT ，直至负载电流达到≧IL 。

这条件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑规则2. 要断开（切换）闸流管（或双向可控硅），负载电流必须

规则8. 若双向可控硅的dIT/dt 有可能被超出，负载上最好串联一个几μH 的无铁芯电感或负温度系数的热敏电阻另一种解决办法：对电阻性负载采用零电压导通规则9. 器件固定到散热器时，避免让双向可控硅受到应力固定，然后焊接引线不要把铆钉芯轴放在器件接口片一侧规则10.为了长期可靠工作，应保证Rth j-a 足够低，维持Tj 不高于Tjmax ,其值相应于可能的最高环境温度。