电力电子技术01 电力电子器件（3）---晶闸管（SCR）、TRIAC与GTO

学习来源（只用于个人学习笔记，建议对着老师视频学习理解更深入）：04 晶闸管 (SCR)、TRIAC、GTO A_哔哩哔哩_bilibili

一、晶闸管的引出及PNPN结

1.晶闸管的引出

晶闸管和三极管的不同

晶闸管和三极管是两种不同类型的半导体器件，它们在功能、特性和应用上有一些不同，因此存在一些优劣之处。

晶闸管（SCR）：

优势：

1. 高功率控制能力：晶闸管可以控制大电流和高电压，适用于需要高功率控制的应用，如电力系统和工业控制。
2. 稳定性好：在导通状态时，晶闸管的电压降和功耗较低，具有较好的稳定性。
3. 工作简单：晶闸管的工作原理相对简单，通常只需一个触发信号就可以实现开关控制。

劣势：

1. 单向导电：晶闸管只能沿一个方向导通电流，不适用于需要双向电流控制的应用。
2. 触发控制复杂：晶闸管的触发控制需要较高的触发电压和触发电流，相对来说比较复杂。

三极管（BJT）：

优势：

1. 双向导电：三极管可以双向导电，适用于需要双向电流控制的应用。
2. 高频特性好：三极管在高频电路中具有良好的性能，适用于需要高频调节和放大的应用。
3. 触发电路简单：相对于晶闸管，三极管的触发控制电路比较简单。

劣势：

1. 功率控制能力相对较弱：三极管的功率控制能力不如晶闸管强，适用于低功率应用。
2. 饱和压降大：在导通状态时，三极管的饱和压降较大，会产生一定的功耗和热量。
3. 温度敏感：三极管的性能受温度影响较大，在高温环境下容易失效。

功能：类似于机械开关，我按下一次开关，灯就被一直打开。
当然我也可以通过单片机和PLC来实现这个功能。

晶闸管的工作原理

可以使用两个三极管来实现这个功能，一个PNP三极管和一个NPN三极管，只需要Q2的基极Gate处给一个电流，那么这个电路就会一直导通。

闸管（Silicon Controlled Rectifier，SCR）是一种半导体器件，其工作原理基于PNP结和NPN结之间的耦合和正向反馈效应。晶闸管有三个电极，分别是阳极（A）、阴极（K）、和门极（G）。

晶闸管的工作原理可以简单描述如下：

1. 初始状态：在晶闸管未被触发时，它处于高阻态，相当于一个开路状态。此时，阴极与阳极之间的PN结处于反向偏置。

2. 触发：当在门极施加足够的正脉冲电压时，使得PNP结和NPN结之间出现足够的正反馈，这时晶闸管会被触发。通常，门极施加的电压需要达到或超过晶闸管的触发电压才能使其导通。

3. 导通：一旦晶闸管被触发，它将进入导通状态。在导通状态下，晶闸管的阴极和阳极之间形成低阻通道，允许电流流动。值得注意的是，一旦晶闸管被触发，即使去掉门极的触发信号，它仍然会保持导通状态，直到通过其的电流下降到零或者降至低于维持电流水平以下。

4. 关断：要将晶闸管从导通状态切换到阻断状态，需要将其通电回路中的电流降至零或降至低于维持电流水平以下。这种关断过程通常由外部电路中的负载电流降至零来实现，或者通过施加反向电压到晶闸管的门极来实现。

晶闸管的电路分析

晶闸管的电流关系与其工作状态密切相关。晶闸管处于导通状态时，主要涉及的电流是阳极电流和门极触发电流。在阻断状态下，只有极小的漏电流流过。

1. 导通状态：

   • 阳极电流（IA）：是从晶闸管的阳极到阴极流动的主要电流。在导通状态下，当晶闸管被触发并处于导通状态时，阳极电流可以达到很高的水平，取决于晶闸管的工作条件和外部负载。
   • 门极触发电流（IG）：是用于触发晶闸管的门极电流。当施加足够的门极电流时，可以触发晶闸管的导通，使其从阻断状态切换到导通状态。门极触发电流通常只在触发阶段瞬时存在，触发完成后会停止流动。

2. 阻断状态：

   • 漏电流（ID）：在晶闸管处于阻断状态时，由于少量的载流子的漏流，会存在一个很小的漏电流。这个漏电流通常非常小，可以忽略不计，但在一些特定的应用中可能需要考虑。
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