《晶闸管工作原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《晶闸管工作原理（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、晶闸管工作原理品闸管是一种大功率的整流元件，它的整流电压可以控制，当供给整流电路的交 流电压一定时，输出电压能够均匀调节，它是一个四层三端的半导体器件。在整流电路中，品闸管在承受正向电压的时间内，改变触发脉冲的输入时刻，即 改变控制角的大小，在负载上可得到不同数值的直流电压，因而控制了输出电压 的大小。品闸管导通的条件是阳极承受正向电压，处于阻断状态的品闸管，只有在门极加 正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极 电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流IL以上。导通后的品闸 管管压降很小。使导通了的品闸管关断的条件是使流过品闸管的电流减小至一个小的数值，
2、即维 持电流IH 一下。其方法有二：1、减小正向阳极电压至一个数值一下，或加反向阳极电压。2、增加负载回路中的电阻。1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受和种电压，晶闸管都处于关短状态。2, 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导 通后，门极失去作用。4, 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。从晶闸管的内部分析工作过程：图1晶闸管等效图解图晶闸管又叫可控硅。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族， 它的主要成员有单
3、向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶 闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普 通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极：第 一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极 G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号可以看到，它 和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具 有与二极管完全不同的工作特性,可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有 三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2
4、管均处于放大状态。此时，如果从控 制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电 极电流ic2邛2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。 此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=p1ib1=p1p2ib2o 这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循 环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极 G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用， 没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。由
5、于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需 要一定的条件才能转化磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二 极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生 相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目 的。什么是磁控管作者：佚名 文章来源：不详 点击数：1更新时间：2009-6-26 18:00:42磁控管 磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的 二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用， 把从恒定电场中获得能量转变成微波能
6、量，从而达到产生微波能的目的。磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁 路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。1阳极阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。 在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与 普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须 是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。阳
7、极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并 联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其 扇形部分主要构成振荡回路的电感。磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔 频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的 工作频段。磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振 荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上，常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片 一个间隔一个地连接起来，以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。另外，由于
8、经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高， 阳极收集的电子越多（即电流越大），或电子的能量越大（能量转换率越低），阳极温度越高,因此， 阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷，阳极带有散热片.大功率管则多 用水冷，阳极上有冷却水套。2.阴极及其引线磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子 的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成 螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗 电子轰击能力强等优点，在连
9、续波磁控管中得到广泛的应用。此种阴极加热电流大，要求阴极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管的阴极 引线工作时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压，因此引线部分应有 良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热，磁控管工作稳 定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。3. 能量输出器能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波，保证管子的真空密封，同时还要做 到便于与外部系统相连接。小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场最强的地方。放置一个耦 合环，当穿过环面的磁通量变化时，
10、将在环上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。 耦合环面积越大耦合越强。大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器，输出天线通过极靴孔洞连接到阳极翼片上。 天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它不须保证微波能量无损耗的通过和具有良 好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。4. 磁路系统磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率 越高，所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统 一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所
11、谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁 场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时，可 以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电流 馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。相关图片：磁控管 什么是磁控管作者：佚名 文章来源：不详 点击数：1更新时间：2009-6-26 18:00:42磁控管 磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的 二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用， 把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。磁控管由于工作状态的不同
12、可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁 路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。1.阳极阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。 在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与 普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须 是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一
13、个小谐振腔相当于一个并 联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其 扇形部分主要构成振荡回路的电感。磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔 频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的 工作频段。磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振 荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上，常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片 一个间隔一个地连接起来，以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。另外，由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极
14、使阳极温度升高， 阳极收集的电子越多（即电流越大），或电子的能量越大（能量转换率越低），阳极温度越高,因此, 阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷，阳极带有散热片.大功率管则多 用水冷，阳极上有冷却水套。2. 阴极及其引线磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子 的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成 螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗 电子轰击能力强等优点，在连续波磁控管中得到广泛的应用。此种阴极加热电流大，要
15、求阴极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管的阴极 引线工作时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压，因此引线部分应有 良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热，磁控管工作稳 定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。3. 能量输出器能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波，保证管子的真空密封，同时还要做 到便于与外部系统相连接。小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场最强的地方。放置一个耦 合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。
16、 耦合环面积越大耦合越强。大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器，输出天线通过极靴孔洞连接到阳极翼片上。 天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它不须保证微波能量无损耗的通过和具有良 好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。4. 磁路系统磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率 越高，所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系 统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生 磁场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时， 可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率
