可控硅设计手册PDF电子书下载

目录 1

第一章　工作原理和基本理论 1

第一节 PN结构 2

第二节 电压阻断能力 4

第三节　开通过程与导通特性 6

第四节　关断过程和“控制极控制特性 11

第二章　元件结构和工艺过程 13

第一节　硅片的制备 13

一、单晶的切割 13

二、研磨 13

第二节 PN结的形成 13

第三节　结形成后硅片的检测 17

一、硅片中杂质浓度及其分布的决定 17

二、载流子寿命的决定 18

第四节　硅片和基极金属的连接 19

第五节　结的表面造型与保护 20

一、结的表面造型 20

二、表面保护 20

第六节　管芯的封装 20

一、封装方法 20

二、硬焊结构 20

三、压接封装工艺 22

第七节　元件封装的机械设计 24

一、螺栓型装配 24

二、平底型结构 25

三、叠层式散热器的可控硅 25

四、双面冷却的平板结构 25

五、环氧封装的可控硅 27

一、电压术语 28

第三章　术语和符号 28

第一节　术语 28

二、电流术语 29

三、控制极参数 30

四、决定功率的术语 30

五、开关时间术语 31

六、控制极关断术语 32

第二节　符号 32

一、整流器符号 32

二、晶体管符号 33

三、可控硅符号 33

第四章　可控硅的额定值及特性 35

第一节　阻断特性 35

四、瞬态正向阻断电压VFBT 36

五、正向转折电压VBO 36

二、瞬态反向阻断电压VRBT 36

三、正向电压VFB 36

一、反向电压VRB 36

第二节　控制极特性 37

第三节　结温 37

第四节　正向电流特性 38

第五节　热阻 40

一、热阻的额定 41

二、瞬态热阻 42

三、不规则电流波形的热阻计算 44

第六节　可控硅的其它电流额定值 47

一、有效电流 47

二、I2t额定值 47

第七节　动态特性 48

一、阳极电流上升率di/dt 48

三、浪涌电流额定值 48

二、动态开通压降 50

三、正向电压临界上升率dv/dt 50

四、重加电压上升率 52

第八节　关断时间 52

第九节　控制极可关断可控硅GCS 54

一、控制极关断的变量 54

二、控制极输入特性 54

三、低频控制极关断 55

四、脉冲控制极关断 56

二、通态峰值电压 58

四、维持电流和掣住电流 58

三、直流控制极特性 58

一、交流正向和反向阻断特性 58

第一节　静态测试 58

第五章　测试电路和操作方法 58

第二节　动态测试 61

一、正向电压上升率dv/dt 61

二、电路换向关断时间 64

三、开通时间 67

四、动态正向压降 70

五、反向恢复电荷 73

第三节　寿命测试 75

一、交流阻断寿命 75

二、工作寿命 75

三、正向电流上升率di/dt 75

第六章　控制极特性及其触发电路 77

第一节　控制极-阴极特性 77

一、器件开通时的等效电路 77

二、触发前的控制极-阴极的伏安特性 78

三、在阳极导通期间控制极-阴极的伏安特性 79

第二节　器件特性和控制极条件的关系 81

一、控制极偏置-电流效应 82

二、控制极偏置-电压效应 82

三、控制极的阻抗效应 85

第三节　控制极额定值和触发电路的设计准则 86

一、控制极平均功率耗散PC（AC） 86

二、不触发特性VGNT 87

三、强触发和弱触发 87

四、控制极电源的负载线 90

第四节　控制极触发电路 91

一、电阻和电容触发电路 91

二、饱和电抗器控制 93

三、同步与定时电路 97

四、单结晶体管弛张振荡器 98

五、肖克莱击穿二极管弛张振荡器 103

六、阻塞振荡器控制极触发 104

七、强触发的控制电路 106

第七章　交流相位控制的应用 108

第一节　相位控制原理 108

第二节　交流电路中的换向 110

一、电路瞬态过程的换向 110

二、低反向偏压的换向 112

第三节　可控硅控制器的交流瞬态电流 114

第四节　单相交流开关 116

一、感性负载的交流开关 116

二、交流开关的谐波干扰 119

三、过电流保护 120

第五节　三相交流开关的结构 122

二、中线接地和“内三角形”结构 126

的用六只可控硅的三相交流开关 126

一、用三只可控硅的三相交流开关电路 126

三、进线连接的六只可控硅三相交流开关 128

四、用三只可控硅三只二极管的三相交流开关 130

五、用四只可控硅的三相交流开关 130

六、特性概述 131

第六节　特殊用途的交流开关和负载抽头变换器 134

一、抽头调节器的工作特性 135

二、可控硅的调节系统和闪烁问题 137

第七节　可变的直流电压变流器 140

第八节　三相变流器的比较 141

一、整流器特性 141

二、延迟角与系统响应的关系 143

三、控制极触发电路的考虑 144

四、感性负载 152

五、逆变器工作 153

第九节　直流电动机控制和特性 154

一、调速技术 155

二、直流电机的速-矩特性 157

三、电动机反转的可控硅控制 158

四、影响电动机准确速度的因素 161

五、电动机加速和电枢电流 164

六、直流电动机控制的应用 166

第十节　交流电动机控制 173

第十一节　蓄电池充电 176

第十二节　特殊照明控制 180

第八章　在直流电路和强迫换向方面的应用 182

第一节　关断时间及其变化 183

第二节　关断电路及方法 186

一、器件的关断时间及使用要求 187

三、脉冲变压器换向 188

二、辅助晶体管开关换向 188

五、谐振负载换向 190

四、电容换向电路 190

六、LC自由换向电路 191

七、辅助LC换向电路 194

八、控制极可关断可控硅（GTO或GCS） 199

第三节　可控硅在直流电动机控制中的应用 200

第四节　进线斩波器的控制 201

一、控制电动机用的斩波技术 201

二、元件选择和设计程序 204

第五节　可控硅在直流-直流调压方面的应用 215

一、固定频率、可变脉冲宽度的直流斩波调节器 215

二、斩波器的工作原理 216

三、设计方法 219

四、设计实例 225

一、逆变器接线方式 229

五、结论 229

第六节　可控硅在静态逆变器中的应用 229

二、逆变器输出 231

三、逆变器的设计实例 243

第七节　控制极可关断可控硅的电路 270

第九章　串联技术 280

一、导通 280

二、关断 281

三、关断状态时的瞬态电压 283

四、关断状态时的稳态电压 283

五、实际的电压分配网路 285

六、并联和串联电阻器中的功率损耗 286

第一节　并联运行 287

第二节　熔断器 290

第三节　瞬态电压源 294

第四节　测试技术 296

第五节　过电压保护技术 296

一、RC浪涌电压抑制网路 297

二、“铁铣形”瞬态保护电路 299

三、电容器瞬态保护电路 299

第六节　可控硅整流电路引起的射频电流源和干扰 300

一、射频电流的辐射干扰 301

二、干扰和整流谐波 303

第十章　热设计 311

第一节　引言 311

第二节 可控硅的传热——一般理论和实践 311

一、可控硅的热源 311

二、传热的方式 311

三、热阻 312

第三节　可控硅的一般热设计数据 317

第四节　测量技术 318

一、热电偶测量法 318

二、测量冷却流量 319

三、测试步骤 320

第五节　热阻数据 321

第六节　采用自然对流散热器设计的典型实例 330

第七节　采用挤压式散热器设计的典型实例 332

第十一章　可靠性、质量管理和失效机理 335

第一节　可靠性术语 335

第二节　可靠性预测技术 336

第三节　获取可靠产品的质量管理技术 341

一、频数分布 341

二、控制图表 343

三、采用S的？图 343

五、验收取样 345

四、采用R的？图 345

第四节　器件失效机理 350

一、器件的体内沾污 350

二、器件结表面的沾污 350

三、封装问题 351

四、机械方面的失效 351

五、电气失效模式 351

第十二章　设计数据 363

第一节　换算表 363

第二节　常数和规格 363

第三节　阻抗比例关系式 363

第四节　波形资料 364

第五节　电路布置和常数 365

第六节　定义和符号 366

一、2N681～2N692型（JEDEC）可控硅整流元件 417

第十三章　技术数据 417

二、2191～2192型快速开关可控硅整流元件 421

三、2N4361和2N4371型可控硅整流元件 425

四、T507型放大控制极快速开关可控硅整流元件 429

五、2505型高温可控硅整流元件（2N2023～2030与此同） 436

六、2248型可控硅整流元件 440

七、272型功率平板可控硅整流元件 444

八、270-Y30型可控硅整流元件 448

九、270型可控硅整流元件 452

十、286-Y30型可控硅整流元件 456

十一、283型功率平板可控硅整流元件 460

十二、282-Y40型功率平板可控硅整流元件 464

十三、2515型高温可控硅整流元件 468

十四、2541～2542型快速可控硅整流元件 472

十五、263型功率平板可控硅整流元件 476