晶闸管派生器件的介绍与应用

（1）快速晶闸管（Fast Switching Thyristor，FST）

快速晶闸管是专为快速应用而设计的晶闸管，有快速晶闸管和高频晶闸管两种。快速晶闸管的结构和符号与普通晶闸管相似，区别在于快速晶闸管对管芯结构和制造工艺进行了改进，使开关时间有明显改善。普通晶闸管关断时间为数百微秒，快速晶闸管为数十微秒，高频晶闸管为10 μs 左右。所以，快速晶闸管可用在高频电力电子电路中，如变频器、中频电源、不间断电源、斩波器等。高频晶闸管的不足在于其电压定额和电流定额都不易做高，由于工作频率较高，当选择通态平均电流时不能忽略其开关损耗的发热效应。

快速晶闸管的型号与普通晶闸管类似，只是用KK 代替KP 即可。

（2）双向晶闸管（Triode AC Switch，TRIAC 或Bidirectional Triode Thyristor）

双向晶闸管可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成，其图形符号与伏安特性如图1.16 所示。它有两个主电极T1 和T2，一个门极G。正、反两方向均可触发导通，所以双向晶闸管在第I 和第Ⅲ象限有对称的伏安特性；门极正、负脉冲电流均可触发导通。与一对反并联晶闸管相比，双向晶闸管不但经济，而控制电路简单，在交流调压电路、固态继电器（Solid State Relay，SSR）和交流电机调压调速等领域应用较多。由于双向晶闸管通常应用于交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。

双向晶闸管的型号用KS 表示。

图1.16　双向晶闸管图形符号与伏安特性

图1.17　逆导晶闸管图形符号和伏安特性

（3）逆导晶闸管（Reverse Conducting Thyristor，RCT）

逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。这种器件不具有承受反向电压的能力，其电气图形符号和伏安特性如图1.17 所示。与普通晶闸管相比，逆导晶闸管具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点，常应用于不需要反向阻断能力的各类逆变器和斩波器中。逆导晶闸管的额定电流有两种：晶闸管电流和反并联二极管电流。

逆导晶闸管的型号用KN 表示。

（4）光控晶闸管（Light Triggered Thyristor，LTT）

光控晶闸管又称为光触发晶闸管，是利用一定波长光照信号触发导通的晶闸管，其电气图形符号和伏安特性如图1.18 所示。小功率光控晶闸管只有阳极和阴极两个端子。大功率光控晶闸管还带有光缆，光缆上有作为触发光源的发光二极管或半导体激光器。光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可以避免电磁干扰的影响，因此绝缘性和抗干扰性优越。目前光控晶闸管是晶闸管家族中额定容量最大的器件，广泛应用于高压大功率的场合，如高压直流输电和高压核聚变装置中。(www.xing528.com)

图1.18　光控晶闸管图形符号和伏安特性

例1.1　某电路流过晶闸管的电流波形如图所示1.19 阴影部分，其幅值为Im，试计算该电流波形的平均值、有效值和波形系数。如果考虑2 倍的安全裕量，问额定电流为100 A的晶闸管，允许通过的电流平均值和最大值分别是多少？

解　根据平均值和有效值的计算公式可知，该电流波形的电流平均值为

图1.19　流过晶闸管的电流波形

电流有效值为

则该电流的波形系数为

考虑2 倍的安全裕量，额定电流为100 A 的晶闸管，允许通过的电流平均值为

允许通过的电流最大值为