詳解晶閘管的基本結構知識
發布時間:2018-05-23 責任編輯:lina
【導讀】一般地,具有PNPN四層三結結構的器件是晶閘管。嚴格來說,根據國際電工委員會(IEC)的標準定義,具有3個或者3個以上PNjie,qifuantexingzhishaozaiyigexiangxianneijuyoudaotonghezuduanlianggewendingzhuangtai,bingkeyizailianggezhuangtaizhijianjinxingqiehuandedianlibandaotiqijianweijingzhaguan。jingzhaguankeyifenweihenduoleixing,biruneibucunzaifanbinglianerjiguandenidaoxingjingzhaguan(RC-Thyristor),電流可雙向控製導通的雙向晶閘管(TRI-AC),門極關斷晶閘管(GTO)和門極換流晶閘管(GCT)等。
在實際應用,一般將普通的具有雙向阻斷能力、隻能控製正向導通的半控型晶閘管,直接稱為晶閘管,或者SCR(矽控整流器),而其他類型晶閘管根據它們的功能和特性命名。
晶jing閘zha管guan在zai通tong態tai時shi可ke以yi承cheng受shou非fei常chang大da的de浪lang湧yong電dian流liu,而er在zai阻zu態tai能neng承cheng受shou非fei常chang高gao的de電dian壓ya,這zhe兩liang點dian的de極ji限xian值zhi在zai目mu前qian的de所suo有you器qi件jian中zhong都dou是shi最zui高gao的de,如ru果guo沒mei有you無wu法fa自zi關guan斷duan這zhe個ge嚴yan重zhong的de缺que陷xian,那na麼me晶jing閘zha管guan就jiu是shi完wan美mei的de電dian力li半ban導dao體ti器qi件jian。這zhe跟gen晶jing閘zha管guan的de結jie構gou有you密mi切qie關guan係xi。
晶閘管也是一個三端器件,按照現有的應用習慣,其三個端子定義為陽極(A,anode)、陰極(K,cathode)和門極(G,gate)。晶閘管的符號以及對應三個端子的定義如圖1所示。

實際上一個典型的晶閘管的結構如圖2所示,一般從陽極到陰極的雜質半導體的性質為PNPN,因此存在3個PN結,從陽極到陰極依次為J1、J2和J3。此時,這3個結不再像晶體管那樣有具體的名稱。這3個PN結可以通過合金—擴散法或全擴散法形成,陽極、陰極和門極電極分別通過金屬連接與對應的半導體層相連接。

為了分析方便,這裏把如圖2所示的晶體管簡化成如圖3所(suo)示(shi)的(de)簡(jian)化(hua)結(jie)構(gou)圖(tu),並(bing)認(ren)為(wei)各(ge)雜(za)質(zhi)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)摻(chan)雜(za)濃(nong)度(du)是(shi)均(jun)勻(yun)的(de),按(an)照(zhao)晶(jing)閘(zha)管(guan)在(zai)實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)使(shi)用(yong)情(qing)況(kuang),圖(tu)中(zhong)還(hai)給(gei)出(chu)了(le)用(yong)於(yu)晶(jing)閘(zha)管(guan)運(yun)行(xing)原(yuan)理(li)分(fen)析(xi)的(de)外(wai)圍(wei)電(dian)路(lu),則(ze)流(liu)入(ru)晶(jing)閘(zha)管(guan)陽(yang)極(ji)的(de)電(dian)流(liu)為(wei)IA,流出晶閘管陰極的電流為IK,流入晶閘管門極的電流為IG,晶閘管陽極到陰極之間的電壓為UAK。

晶閘管各部分的摻雜濃度如圖4所示。其中與陽極和陰極相連的分別為重摻雜的P+和N+層,與門極相連的重摻雜P+層,此三層的厚度(在圖中體現為寬度)都較小,剩下的一層為相對輕摻雜的層N-層,其厚度較大,而厚度較大的輕摻雜對器件的耐壓和通態特性都有顯著的影響。

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