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晶闸管是大功率半导体器件，它在工作过程中会有比较大的损耗，因而产生大量的执需需依靠与晶闸管紧密接触的散热器，将这些热量传递给冷却介质。对于螺栓型晶闸管来说，螺栓是晶闸管的阳极A(它与散热器紧密连接)，粗辫子线是晶闸管的阴极K，细辫子线是门极G。螺栓型晶闸管在安装和更换时比较方便，但散热效果较差。对于平板型晶闸管来说，它的两个平面分别是阳极和阴极，而细辫子线则是门极。使用时，两个互相绝缘的散执器把晶闸管紧紧地夹在中间。平板型晶闸管的散热效果较好，但安装和更换比较麻烦。额定通态平均电流小于200A的一般不采用平板型结构。

晶闸管内部是PNPN 四层半导体结构，分别命名为P1、N1、P,、N,四个区P，区引于第阻断漏电正向: 流，至接: 晶闸用示的，否电压月不出阳极A，N2区引出阴极K，P2区引出门极G。四个区形成J1、J2、J3三个PN结。如果正向电压(阳极电压高于阴极电压)加到器件上，则J2处于反向偏置状态，器件A、K两端之间处于阻断状态，只能流过很小的漏电流。如果反向电压加到器件上，则J1和J3处于反向偏置状态，器件A、K两端之间同样处于阻断状态，也只有很小的漏电流通过。

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晶/闸管导通的工作原理可以用双晶体管模型来解释，如图2-7所示。如在器件上取-倾斜的截面，则晶闸管可以看作由P1N1P2和N1P2N2构成的两个晶体管VT1、VT2组合而成。如果外电路向门极注入电流IG，也就是注人驱动电流，则IG流人晶体管VT2的基极，即产生集电极电流Ic2,它构成晶体管VT1的基极电流，进而放大成集电极电流Ic1,Ic1 又进一步增大VT2的基极电流，如此形成强烈的正反馈，***VT1和VT2进人完全饱和状态，即晶/闸管导通。此时如果撤掉外电路注入门极的电流IG，晶闸管内部形成的强烈正反馈仍然会维持其导通状态。而要使其关断，就必须去掉阳极所加的正电压，或者给阳极施加反压，或者设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下，晶闸管才能关断。所以，对晶闸管的驱动过程更多的是称为触发，产生注人门极触发电流Ic的电路称为门极触发电路。也正是由于通过门极只能控制其开通，不能控制其关断，晶闸管才被称为半控型器件。

2.2.2伏安特性

总结前述晶闸管的工作原理，可以归纳出晶闸管正常工作时的特性如下。1当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下，晶闸管才能导通。

(2)快恢复二极管

恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短(一般在5us 以下)的二极管被称为快恢复二极管(FRD--fast recovery diode),简称快速二极管。工艺上多采用了掺金措施，结构上有的采用PN结型结构，也有的采用对此加以改进的PiN结构。特别是采用外延型PiN结构的所谓的快恢复外延二极管(FRED-fast recovery epitaxial diodes),其反向恢复时间更短(可低于50ns),正向压降也很低(0.9v左右)，但其反向耐压多在1200v以下。不管是什么结构，快恢复二极管从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或***，后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。

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(3)肖特基二极管

以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管(SBD schottky barrier diode),简称为肖特基二极管。肖特基二极管在信息电子电路中早就得到了应用，但是直到20世纪80年代，由于工艺的发展才得以在电力电子电路中广泛应用。与以PN结为基础的电力二极管相比，其优点在于:反向恢复时间短(10~40ns)、效***。肖特基二极管在正向恢复过程中不会有明显的电压过冲，在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管。因此，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小。其弱点在于:当所能承受的反向耐压提高时，其正向压降也会高得不能满足要求，因此多用于200V以下的低压场合；反向漏电流较大且对温度敏感，因此其反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。2.1.5检测方法

对二极管的检测主要使用万用表，可分为不在路和在路两种检测方法。(1)不在路检测

不在路检测主要是用万用表欧姆挡(R×lk)挡测量二极管的正、反向电阻来判断其质量好坏，如图2-5所示。图2-5(a)是测量二极管正向电阻示意图，黑表棒接二极管的正极，红表棒接二极管的负极，此时表内电池给二极管加的是正向偏置电压(万用表内黑表棒接表内电池的正极，黑表棒接正极是给二极管加上正向偏置电压)，表针所指示的正向电阻阻值较小，一般为几千欧。若测量二极管的正向电阻值为零说明二极管已短路；若测量的正向电阻值很大(几百千欧)，则说明二极管的性能已变差；若测量二极管的正向电阻值为无穷大，则说明二极管开路。如图2-5(b)所示为测量二极管反向电阻的示意图。在测量二极管反向电阻时，黑表棒接二极管的负极，红表棒接二极管的正极，此时表内电池给二极管加的是反向偏置电压，表针所指示的反向电阻阻值较大，一般为几百千欧以上。若测量的正、反向电阻值均很小，则说明二极管已击穿短路。

(2)在路检测

a.断电下的检测。此时是测量二极管的正、反向电阻，具体方法与不在路时的方法相同，只是要注意外电路对测量结果的影响，测得的阻值为整个电路的等效电阻，只能供参考，要根据电路结构和经验来进行二极管的在路检测判断，如果无法判断，只能将二极管焊下，对其进行不在路检测。

b.通电情况下的检测。此时主要是测量二极管的管压降。由二极管特性可知，二极管导通后的管压降是基本不变的，若这一管压降是正常的，便可以说明二极管在电路中工作是基本正常的，依据这一原理可以在通电时测量二极管的好坏，具体方法是:给电路通电，用万用表的直流电压挡，红表棒接二极管的正极，黑表棒接二极管的负极，此时表针所指示的电压值为二极管上的正向电压降。对硅二极管而言，这一压降应该为0.6~0.7V左右，否则说明二极管可能出现了故障。若电压降为远大于0.6~0.7V,说明二极管已开路。若电压降远小于0.6~0.7V,有可能是二极管击穿，也有可能是其他电路的故障，此时改用不在路测量其正、反向电阻，进一步判断其质量优劣。

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2.2晶闸管

晶闸管是晶体闸流管的简称，通常又称作可控硅整流器(SCR--silicon controlerd rectifier),以前被简称为可控硅。在电力二极管开始得到应用后不久，1956年美国贝尔实验室(Bell Laboratories)发明了晶闸管，到1957年美国通用电气公司(General Electric Company)开发出了世界上***只晶闸管产品，并于1958年使其商业化。由于其开通时刻可以控制，而且各方面性能均明显胜过以前的汞弧整流器，因而立即受到普遍欢迎，从此开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代，有人把以晶闸管为代表的电力半导体器件的广泛应用，称之为继晶体管发明和应用之后的又一次电子技术革命。

晶闸管是一种大功率半导体器件，它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、使用简单和控制灵敏等优点。单独用晶闸管或者用晶/闸管与整流二极管相结合构成的各种整流电路可以通过控制电路方便地调节输出电压，达到可控整流的目的。因而晶闸管被广泛用于直流稳压电源、电机调速、直流斩波器、交流调压器和无触点开关等方面。

2.2.2 

2.2.1工作原理

如图2-6所示为晶闸管的外形、结构和电气图形符号。从外形上看，晶闸管主要有螺栓型和平板型两种封装形式，均引出三个电极:阳极A、阴极K和门极(或称控制极)G。