晶闸管的制作 课件

1、晶闸管,1.,认识晶闸管的符号,2.,了解晶闸管的特性,3.,理解晶闸管的运用,二极管图形符号,：,箭头方向表示二,极管正向导通时,电流的方向,文字符号：,VD,二极管,复习,用逆止水阀门比喻二极管示意图,（,a,）正向水流顶开阀门,（,b,）反向水流压紧阀门,内部,电路,实物,示意,图,电路,组成,框图,看一看：调光灯电路,任务导入,1.5,晶闸管（,SCR,）,晶体闸流管简称晶闸管，是一种,能控制大电流通断,的功,率半导体器件。晶闸管的问世使半导体器件从弱电领域进入,强电领域，在电力电子行业中得到了广泛地应用。由于晶闸,管的通断可以控制，因之被称为,可控硅,。晶闸管主要用途,有整流、调压、

2、逆变和开关等方面。下面是各类晶闸管产品,外形图。,1.5.1,晶闸管的结构组成,阳极,阴极,结构组成,1.5.1,晶闸管的结构组成,控制极,为更好地说明晶闸管的工作原理，可,把其看做是：,图符号,1.5.1,晶闸管的结构组成,小功率螺旋式晶闸管,小功率螺旋式晶闸管带螺栓,的一端是阳极，螺栓主要用于,安装散热片，另一端较粗的一,根是阴极引出线，另一根较细,的是控制极引出线；,平板式晶闸管,平板式晶闸管的中间金,属环是控制极，用一根导,线引出，靠近控制极的平,面是阴极，另一面则为阳,极。,1.5.2,晶闸管的工作原理,由,此晶闸管导通和关断实验电路可知：,要使晶闸管导通，,一是需在它的阳极,A,与

3、阴极,K,之间外加正向电压，二是在它,的控制极,G,与阴极,K,之间输入一个正向触发电压,。晶闸管导,通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。,灯不亮,1.5.2,晶闸管的工作原理,灯不亮,由,此晶闸管导通和关断实验电路可知：,如果阳极或控制极,外加的是反向电压，晶闸管就不会导通。,控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却,不能使它关断。,观察单向晶闸管的工作特性,晶闸管的导通和关断条件,实验结论,?,1,）晶闸管的导通条件：在晶闸管的阳极和阴极两,端加正向电压，同时在它的门极和阴极两端也加正,向电压，两者缺一不可。,?,2),晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，因此门,

4、极所加的触发电压一般为脉冲电压。晶闸管从阻断,变为导通的过程称为触发导通。门极触发电流一般,只有几十毫安到几百毫安，而晶闸管导通后，可以,通过几百、几千安的电流。,?,3),晶闸管的关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小,于维持电流,I,H,。,晶闸管只有导通和关断两种状态，这种开关特性需,要在一定条件转化，如下表所示：,状,态,条,件,说,明,从关断,到导通,1,、阳极电位高于阴极电位,2,、控制极有足够的正向电压和电流,两者缺一不可,维持,导通,1,、阳极电位高于阴极电位,2,、阳极电流大于维持电流,两者缺一不可,从导通,到关断,1,、阳极电位低于阴极电位,2,、阳极电流小于维持电流,任一条件

5、都可,1.5.3,晶闸管的伏安特性,临界转折电压,U,BO,维持电流,I,H,反向击穿电压,U,RSM,1.5.4,晶闸管的主要技术参数,1,正向峰值电压（断态重复峰值电压）,U,DRM,在门控极断路、晶闸管处在正向阻断状态下，且管子,结温为额定值时，允许“重复”加在晶闸管上的正向峰,值电压。而所谓的“重复”是指这个大小的电压重复施,加时晶闸管不会损坏。此参数取正向转折电压的,80,，,即,U,DRM,0.8,U,DSM,。普通晶闸管的,U,DRM,的规格从,100V,到,3000V,分,多,挡,，,其,中,100V1000V,每,100V,一,挡,；,1000V3000V,每,200V,一挡

6、。,2,反向重复峰值电压,U,RRM,指在门控极开路状态下，结温为额定值时，允许重复,加在器件上的反向峰值电压。此参数通常取反向击穿电,压的,80,，即,U,RRM,0.8,U,RSM,。一般反向峰值电压,U,RRM,与正向峰值电压,U,DRM,这两个参数是相等的。,1.5.4,晶闸管的主要技术参数,3,通态峰值电压,U,TM,指晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电,压。通常取晶闸管的,U,DRM,和,U,RRM,中较小的标值作为晶闸管的额定,电压。选用时，晶闸管的额定电压要留有一定的裕量，一般取额定,电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压,2,3,倍。,4,控制极触发电压,U

7、,G,指与控制极触发电流相对应的直流触发电压，,U,G,的值一般为,1,5V,。,5,额定通态平均电流,I,T,额定通态平均电流,I,T,是指晶闸管在环境温度为,40,和规定的冷却,状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半,波电流的平均值。使用时应按实际电流与通态平均电流有效值相等,的原则来选取晶闸管，应留一定的裕量，一般取,1.5,2,倍。普通晶,闸管的,I,T,规格有,1,、,3,、,5,、,10,、,20,、,30,、,50,、,100,、,200,、,300,、,400,、,500,、,600,、,800,、,1000A,。,1.5.4,晶闸管的主要技术参数,6,维持

8、电流,I,H,维持电流,I,H,指能使晶闸管维持导通状态时所必需的最小电,流，一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高，则,I,H,值越小。额定通态平均电流,I,T,越大，,I,H,越大。,7,控制极触发电流,I,G,I,G,指在规定的环境温度下，维持晶闸管从阻断状态转为完,全导通状态时所需要的最小直流电流。,I,G,的数值一般为几到,几百毫安，额定通态平均电流,I,T,越大，,I,G,越大。,晶闸管的参数很多，在选择晶闸管时，主要选择额定通态,平均电流,I,T,和反向峰值电压,U,RRM,这两个参数。,1.5.5,晶闸管的使用注意事项,1,、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰

9、值电,压的大小，并留出一定的余量。,2,、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外，,还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作,中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。,3,、使用晶闸管之前，应该用万用表检查晶闸管是否良好。发现,有短路或断路现象时，应立即更换。,4,、严禁用兆欧表即摇表检查元件的绝缘情况。,5,、电流为,5A,以上的晶闸管要装散热器，并且保证所规定的冷却,条件。为保证散热器与晶闸管管心接触良好，它们之间应涂上一薄,层有机硅油或硅脂。,6,、按规定对主电路中的晶闸管采用过压及过流保护装置。,7,、要防止晶闸管门控极的正向过载和反向击穿。,选择晶闸

10、管,时，主要选,择哪两个技,术参数？,你会做吗？,何谓晶闸管的“硬开通,”？晶闸管正常工作时,允许“硬开通”吗？为,什么？,当正向阳极电压大,到正向转折电压时，,晶闸管能够正常导通,吗？为什么？,分析下列说法是否正确，对者打“,”错者打,“,”,。,（,1,）晶闸管加上大于,1V,的正向阳极电压就能,导通。（,）,（,2,）晶闸管导通后，控制极就失去了控制作,用。,（,）,（,3,）晶闸管导能时，其阳极电流的大小由控,制极电流决定。（,）,（,4,）只要阳极电流小于维持电流，晶闸管就,从导通转为阻断。（,）,单结晶体管的实物图,单结晶体管的结构,单结晶体管的外形,图,形,符,号,认识单结晶体管

11、,补充学习一,A,、,B,1,间的电压为：,式中，,称为分压比，其值一般,在,0.3,0.9,之间。,单结晶体管的导通条件是：,U,E, U,BB,+ U,D,(,U,D,为,PN,结的正向压降,),结论：,只要改变,U,E,的大小，就可以控制单结晶体管,的导通与截至。从而获得从,R,B1,输出的脉冲电压。,单结晶体管等,效电路,BB,BB,B,B,B,A,U,U,R,R,R,U,?,?,?,?,2,1,1,单结晶体管的基本特性,单结晶体管触发电路,工作原理：,电源接通后，通过可调电阻,R,P,和电,阻,R,3,给电容,C,充电，当电容充电电,压,U,E,上升到大于,U,BB,+ U,D,时，单结,晶体管导通，,C,迅速放电，在,R,2,上,形成一个很窄的正脉冲，放电后电,容,C,两端的电压几乎为零，此时图,中的单结晶体管截止。第一个周期,过后，由于,U,CC,继续通过,R,P,和,R,3,给,电容,C,充电，,这样连续不断重复上,述过程，从而获得晶闸管所需要的,触发脉冲电压。,补充学习二,补充学习三,认识调光灯电路结构及工作过程,工作过程：,接通电源后，交流电经桥,式整流后给单向晶闸管阳,极提供正向电压，并经过,R2,、,R3,加在单结晶体管,的基极上，同时经过电阻,R1,、,RP,和,R