晶闸管及应用电路

1、晶闸管及应用电路8.1.1单向晶闸管8.1晶闸管晶闸管 1单向晶闸管的结构和符号（1）外形：平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。第1页/共36页P2引出线为控制极；P1引出线为阳极；N2引出线为阴极（2）符号及内部结构：三个电极：阳极 A、阴极 K、控制极 G3 个 PN 结（J1J2J3） 4 层半导体：P1N1P2N2文字符号：一般用 SCR、KG、CT、VT 表示。8.1晶闸管晶闸管第2页/共36页 正向阻断：AK 加正向电压，G 无电压不导通。2单向晶闸管的工作原理：（1）实验演示：（2）工作特点： 导通后控制极失去控制作用：晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。 反向阻断：AK

2、加反向电压，G 无论是否加控制电压不导通。 触发导通：AK 加正向电压，G，K 加正向电压导通。 单向晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。 晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。8.1晶闸管晶闸管第3页/共36页 晶闸管具有控制强电的作用，即利用弱电信号对控制极的作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统。3单向晶闸管主要参数（1）额定正向平均电流8.1晶闸管晶闸管 导通后的晶闸管若要关断时，必须将阳极电压降低到一定程度。在规定环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极之间的电流平均值。（2）维持电流在规定环境温度、控制极断开

3、的条件下，保持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流。第4页/共36页（3）控制极触发电压和电流在规定环境温度及一定正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通，控制极所需的最小电压和电流。（5）反向阻断峰值电压在控制极断开时，可以重复加在晶闸管上的反向峰值电压。（4）正向阻断峰值电压在控制极开路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。8.1晶闸管晶闸管第5页/共36页（1）型号4晶闸管的型号及含义表示额定正向平均电流为 5 A表示晶闸管元件表示 N 型硅材料表示三个电极表示额定电压为 500 V3 C T - -5 / 5008.1晶闸管晶闸管第6页/共36页（2）简易检测a

4、用万用表“R 10”挡，黑笔接阳极，红笔接阴极，指针应接近 。 b合上 S ，表针应指很小阻值，约为 60 200 ，表明晶闸管能触发导通。 c断开 S，表针不回到零，表明晶闸管是正常的。 8.1晶闸管晶闸管第7页/共36页8.1.2双向晶闸管双向晶闸管1 1双向晶闸管的结构与符号（1）外形（2）符号 8.1晶闸管晶闸管文字符号：TLC、SCR、CT 及 KG、KS 等表示。有三个电极，主电极 T1 和 T2，另一个电极 G 为控制极。 第8页/共36页2双向晶闸管的工作特点 特性：主电极 T1、T2 无论加正向电压还是反向电压，其控制极 G 的触发信号无论是正向还是反向，它都能被“触发”导通

5、。主电极间电压是交流形式。 （3）结构8.1晶闸管晶闸管第9页/共36页3双向晶闸管的检测 8.1晶闸管晶闸管（3）对功率放大或功率较小但质量较差的双向晶闸管，应将万用表黑表笔接电池负极。然后按（2）所述方法测量判断。 （1）用万用表“R 1 k”挡，黑笔接 T1，红笔接 T2 ，表针应不动或微动，调换两表笔，表针仍不动或微动为正常。（2）用万用表“R 1”挡，黑笔接 T1，红笔接 T2 ，将触发极与 T2 短接一下后离开，万用表应保持几欧到几十欧的读数；调换两表笔，再次将触发极与 T2 短接一下后离开，万用表指示情况同上。第10页/共36页8.2.1结单向晶闸管结单向晶闸管8.2晶闸管触发电

6、路晶闸管触发电路1单结晶体管的结构和型号 （1）结构 三个电极：发射极 E、第一基极、第二基极。一个 PN 结。（2）电路符号 发射极箭头指向 极，表示经 PN 结的电流只流向 。 1B1B（3）外形第11页/共36页8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路2单结晶体管的基本特性 （1）等效电路 b1r：E 与 间电阻，随发射极电流而变， 1BEIb1r即 上升，下降。 b2r：E 与 间的电阻，数值与无关。 2BEIbbr：两基极间电阻。 bbr=b1r+ b2r。（2）导通条件 ：称为分压比，与 的比值， 一般在 0.3 0.8 之间。 1brbbrDBBEEVVV （为 PN 结的正向压降）D

7、V第12页/共36页8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路3单结晶体管触发电路 （2）工作原理 电源接通后，VBB 通过微调电阻 RP和电阻 R1 向电容 C 充电，当单结晶体管满足导通条件，单结晶体管导通，C 迅速放电，在电阻 R3 上形成一个很窄的正脉冲 vb1。经过一个周期后，单结晶体管截止，由 VBB 通过微调电阻 RP和电阻 R1 向电容 C 充电，重复上述过程。（1）单结晶体管触发脉冲形成电路 第13页/共36页8.2.2双向晶闸管触发电路8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路1双向二极管触发电路（1）触发电路1VT：双向二极管。 2VT：双向晶闸管。 LR：负载。 第14页/共36页（2

8、）工作原理 交流电源处于正半周，对电容 C 充电，电压极性为上正下负。 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路 电压增大到使双向二极管导通，可使双向晶闸管导通。 当交流电源过零的瞬间，双向晶闸管自行阻断。 调节值，即可改变电容的充电常数，从而改变脉冲出现时刻，可改变晶闸管的导通角。 交流电源处于负半周，对电容 C 充电，电压极性为下正上负。 电压增大到的转折电压，使双向二极管反相导通，可使双向晶闸管导通。第15页/共36页8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路2其他类型的触发电路 （1）RC 触发电路 特点：简单、成本低。 第16页/共36页8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路V1、V2：为 NPN 型

9、，只用 C、E 两极。（2）晶体管组合触发电路 第17页/共36页8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路成本低，氖管可作指示器。 （3）氖管触发电路第18页/共36页8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路8.3.1晶闸管整流电路晶闸管整流电路1单相半波可控整流电路 （1）电路组成（2）工作原理 v2 为正半周时，晶闸管 VT 承受正向电压，若此时没有触发电压，则负载= 0。 Lv 当t = a 时，控制极加有触发电压VG，晶闸管具备导通条件而导通，正向压降很小， 。 2Lvv 第19页/共36页 当 t 2 时，v2 进入负半周后，晶闸管呈反向阻断状态，负载电压 vL= 0。 当t 时，v2=0，晶闸

10、管自行关断。 当 a t 时，晶闸管保持导通，负载电压基本上与次级电压 保持相等。 Lv2v8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第20页/共36页控制角越大，导通角越小，它们的和为定值+ = 。 （3）波形图 ：控制角。指触发脉冲的加入时间。 ：导通角。每半个周期晶闸管导通角度。 8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第21页/共36页（1）电路组成2单相桥式可控整流电路8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第22页/共36页（2）工作原理 桥式整流输出电压对晶闸管 VT 而言是正向电压，只要触发电压到来，VT 即可导通。则负载电压vL 将与 对应部分基本相等。v2 当 经过零值时，晶闸管自行关断，在的

11、 v2 第二个半周中，电路将重复第一半周的情况。v28.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第23页/共36页（3）波形图8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第24页/共36页1音乐彩灯控制器（1）电路组成8.3.2其他应用电路8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第25页/共36页（2）工作原理从收录机等音响设备的扬声器两端，引出音频信号，经升压变压器 T 升压后，为单向晶闸管的触发信号。当幅度大时，晶闸管导通，而幅度小时，晶闸管仍处于阻断状态。 由于音频信号的构成比较复杂，因此，某些信号也会改变晶闸管的导通角。这样，晶闸管就工作在导通、阻断或非全导通状态，使负载黄、红、绿、蓝四组彩灯随音乐的旋律而不断

12、闪烁。8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第26页/共36页2安全感应开关电路（1）电路组成按组成原理划分电路可分为：感应控制信号产生电路、双向晶闸管触发电路及双向二极管保护电路三部分。8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第27页/共36页（2）工作原理人或物靠近感应板产生电容，这个电容 C1 与本机电路中的电容对电源形成串联分压，使与之连接的氖管导通后，又作为基极偏压直接加在射极输出器的放大管 V1 上，射极输出器输出一个信号使双向二极管 2CTS 导通，触发双向晶闸管 3CTS 导通，带动负载工作。8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路第28页/共36页本章小结本章小结1单向晶闸管导通必须具备两个

13、条件：一是晶闸管阳极与阴极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。晶闸管一旦接通，降低或去掉控制极电压仍导通。关断条件：导通后的晶闸管若要关断，必须将阳极电压降低到一定程度。 2可控整流原理：控制在半波内第一个触发脉冲出现的时间，就可以控制晶闸管在电源正半周内导通的角度。电源在正半周中，第一个触发脉冲出现的电角称为控制角。 第29页/共36页8.1.1单向晶闸管8.1晶闸管晶闸管 1单向晶闸管的结构和符号（1）外形：平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。第30页/共36页P2引出线为控制极；P1引出线为阳极；N2引出线为阴极（2）符号及内部结构：三个电极：阳极 A、阴极 K、控制极 G3

14、 个 PN 结（J1J2J3） 4 层半导体：P1N1P2N2文字符号：一般用 SCR、KG、CT、VT 表示。8.1晶闸管晶闸管第31页/共36页 正向阻断：AK 加正向电压，G 无电压不导通。2单向晶闸管的工作原理：（1）实验演示：（2）工作特点： 导通后控制极失去控制作用：晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。 反向阻断：AK 加反向电压，G 无论是否加控制电压不导通。 触发导通：AK 加正向电压，G，K 加正向电压导通。 单向晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。 晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。8.1晶闸管晶闸管第32页/共36页8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路3单结晶体管触发电路 （2）工作原理 电源接通后，VBB 通过微调电阻 RP和电阻 R1 向电容 C 充电，当单结晶体管满足导通条件，单结晶体管导通，C 迅速放电，在电阻 R3 上形成一个很窄的正脉冲 vb1。经过一个周期后，单结晶体管截止，由 VBB 通过微调电阻 RP和电阻 R1 向电容 C 充电，重复上述过程。（1）单结晶体管触发脉冲形成电路 第33页/共36页8.2.2双向晶闸管触发电路8.2晶