晶闸管及其电路

1、第 12 章 晶闸管及其电路本章要点晶闸管结构、符号、工作原理与伏安特性单相桥式半控整流电路单结晶体管结构与工作原理双向晶体管结构与工作原理本章难点电阻性负载和电感性负载的单相桥式半控整流电路工作原理晶体闸流管简称晶闸管T，曾经称做可控硅SCR，是一种功率半导体元件。它具有体积小、重量轻、效率高、使用维护方便等优点，在电机控制、电磁阀控制、灯光控制、 稳压控制、逆变电源等方面有普遍的应用。12.1 晶闸管概述晶闸管的特点是可以用弱信号控制强信号。从控制的观点看，它的功率放大倍数很 大，用几十到一二百毫安电流，两到三伏的电压可以控制几十安、千余伏的工作电流电 压，换句话说，它的功率放大倍数可以到

2、达数十万倍以上。由于元件的功率增益可以做得 很大，所以在许多晶体管放大器功率达不到的场合，它可以发挥作用。从电能的变化与调 节方面看，它可以实现交流直流、直流交流、交流交流、直流直流以及变频等各 种电能的变换和大小的控制。晶闸管是半导体型功率器件，对超过极限参数运用很敏感，实际运用时应该注意留有 较大电压、电流余量，并应尽量解决好器件的散热问题。我国自己生产的晶闸管都是大型 的，电流上千安培，甚至要通水冷却。国外厂家那么推出许多小功率的塑料封装晶闸管，外 型像晶体三极管，使得晶闸管广泛应用于消费类电子产品中如彩电电源保护、电子调光灯。根据结构及用途的不同，晶闸管有很多类型，比拟常用的有普通晶闸

3、管、高频晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、无控制晶闸管、光控晶闸管和热敏晶闸12.2 晶 闸 管晶闸管结构、符号与外形12-1 所晶闸管的外形有螺栓形、平板形和金属外壳、塑料外壳等不同形式，如图示。由于晶闸管一般用于高压大电流的场合，常常需要加散热片，所以其外形都制造得易 于安装和散热。晶闸管的内部结构示意图和图形符号如图12-2所示。它由PNPN四层半导体构成,其间形成三个PN结，弓I出三个电极，分别为阳极a阴极k和控制极goca图12-1晶闸管的外形图(b)平扳形0)内部结构示意图(b)圏陽符号图12-2晶闸管的内部结构和符号12.2.2 晶闸管的工作原理为了说明晶闸管的工作原

4、理，可将晶闸管等效地看成由PNP和NPN型两个三极管连接而成，每个三极管基极与另一个三极管的集电极相连，如图11-3所示，阳极a相当于PNP型三极管T2的发射极，阴极k相当于NPN型T1三极管的发射极。a(a)内部结构示意图(h)分解两个品体管&OQ+1gT-O图12-3 等效电路假设按图12-4所示电路图连接，在晶闸管阳极a和阴极k之间加正向电压，同时在控制极g和阴极k之间也加正向电压时，那么可使晶闸管导通。导通过程如下：电源Ugg在NPN型三极管T1的发射结上加了正向偏转装置，使T1导通，形成基极电流 Ig和集电极电流闭G。而PNP型三极管T2的基极电流即是 T1的集电极电流 31IG,且

5、T2发射结也为正向偏置，所以 T2导通，其集电极电流 Ic2=向血Ig, Ic2又流入Ti基极，再一次放大，形 成正反应。在很短的时间内(一般不超过几微秒)使两个三极管均到达饱和导通的状态，从 而使晶闸管去掉触发电压Ugg，晶闸管仍能靠正反应维持导通。综上所述，控制极的作用只是使晶闸管触发导通，而导通后，控制极就失去了控制作用，所以控制极g又称做门极。晶闸管导通后，其正向压降一般为0.61.2V，电源电压几乎全部加在负载上。如果由于负载变动，使阳极电流Ia减少到小于某一数值Ih时，晶闸管就不能维持正反应过程而变为关断，此时称为正向阻断，IH称为维持电流；如果在阳极和阴极之间加反向电压时，晶闸管

6、亦不可导通，称为反向阻断。3T Z*图12-4 晶闸管的导通原理综上所述，晶闸管的导通条件为：(1) 在阳极和阴极间加正向电压。(2) 在控制极和阴极间加正向触发电压。(3) 阳极电流不小于维持电流。12.2.3 晶闸管的伏安特性及其主要参数1. 晶闸管的伏安特性晶闸管的伏安特性如图12-5所示。以下分别讨论其正向特性和反向特性。(1) 正向特性当U 0时对应的曲线称正向特性。由图12-5可看出，晶闸管的正向特性可分为阻断状态OA段和导通状态 BC段两个局部。当控制极电流 Ig= 0时，逐渐增大正向电压 U , 观察阳极电流I的变化情况。开始时，三个 PN结中有一个为反向偏置，晶闸管处于关断

7、状态，只有很小的正向漏电流。当电压加大到正向转折电压(即U = Ubo)时，晶闸管突然导通，进入伏安特性的BC段。此时晶闸管可通过较大的电流，而管压降很小。这种导通方法极易造成晶闸管击穿而损坏，所以应尽量防止。假设在控制极与阴极间加上触发电压， 那么会降低转折电压。控制极电流Ig越大，转折电压就越低(Ig2Ig10)。导通后，假设电流降 低到小于维持电流Ih时，晶闸管将由导通变为关断。(2) 反向特性当U0时，对应的曲线称为反向特性。当晶闸管加反向电压时，三个PN结中有两个是反向偏置，只有很小的反向漏电流Ir。反向电压增加到一定数值后，反向电流急剧增加，使晶闸管反向击穿，将这一电压值称为反向转

8、折电压Ubr。晶闸管的反向特性与二极管相似，此时，晶闸管状态与控制极上是否加触发电压无关。2. 晶闸管的主要参数(1) 正向重复峰值电压 Udrm控制极开路的条件下，允许重复作用在晶闸管上的最大正向电压。一般Udrm与正向转折电压U bo之间的关系为 Udrm = U bo 80%。(2) 反向重复峰值电压 Urrm控制极开路的条件下，允许重复作用在晶闸管上的反向电压。一般Urrm与反向转折电压Ubr之间的关系为 Urrm = Ubr 80%。(3) 额定正向平均电流If在规定环境温度(不高于40C )和标准散热条件下，允许连续通过晶闸管的工频正弦波 电流的平均值。(4) 维持电流Ih在控制极

9、开路和规定环境温度下，维持晶闸管导通的最小电流。当晶闸管正向电流小 于维持电流Ih时，会自行关断。(5) 触发电压Ugg和触发电流Ig在室温和晶闸管上加U=6V直流电压的条件下，使晶闸管从关断到完全导通所需的最小控制极直流电压和电流。一般UGG为15V , IG为几十至几百毫安。除以上几个主要参数外，晶闸管还有一些其他参数，如需要选择晶闸管时，可查阅半 导体器件手册。12.2.4 晶闸管的型号目前我国生产的晶闸管的型号有两种表示方法，即KP系列和3CT系列。额定通态平均电流的系列为1、5、10、20、30、50、100、200、300、400、500、600、900、1000(A)等14种规格

10、。额定电压在1000V以下的，每 100V为一级；1000V3000V的每200V为一级，用百位数字或千位数字组合表示级数。其通态平均电压分为9级，用AI各字母表示0.41.2V的范围，每隔0.1V为一级。KP系列表示参数的方式如图12-6所示。3CT系列表示参数的方式如图12-7所示。K F -口 一3 C T - 表示iE向阳断峠值电压(V) 衣示额定匸向平均电流(A)表示晶闸管元件-衣示N里硅材料表示三个电极图12-7 3CT系列参数表示方式12.2.5 普通型晶闸管质量粗测1. 测量晶闸管内部的 PN结晶闸管内部有三个 PN结，这三个 PN结的好坏直接影响晶闸管的质量。所以使用 前，应

11、该先对这三个 PN结进行测量，测量方法如图 12-8所示。控制极g和阴极k之间只有一个 PN结，利用PN结的单向导电特性，就可以用万用 表的电阻挡对它进行测量。万用表先置在R1或R10挡，用红表棒接晶闸管的阴极，黑表棒接控制极，这时 PN结属于正向连接，显示电阻比拟小。如果表针几乎不动，显示的电阻接近于无穷大，说明这个PN结已经断路，晶闸管已损坏，不能使用。再把万用表的红、黑表棒交换，这时PN结属于反向连接，测出电阻比拟大，如图12-8(a)所示。如果两次测量，表上的指针几乎都指向零，说明这个PN结已经击穿短路，不能使用。图 12-8晶闸管的测量图12-9测量小功率晶闸管的触发能力晶闸管的阳极

12、a与控制极g之间有两个PN结，它们反向串联在一起，因此把万用表 置在RX1档电阻挡后，用红表棒接阳极，黑表棒接控制极，或者红表棒接控制极，黑表 棒接阳极，表上显示的电阻都应很大，如图12-8(b)所示，否那么说明晶闸管已经损坏。2. 测量晶闸管的关断状态晶闸管在反向连接时是不导通的，如果正向连接，但是没有控制电压，它也是不导通 的。在这两种情况下，晶闸管中没有电流流过，属于关断状态。把万用表置在RX1k挡,黑表棒接晶闸管的阳极a,红表棒接阴极 k,属于正向连接，表上显示的电阻应很大，把两根表棒对换后，再分别接晶闸管的阳极和阴极，使晶闸管处于反向连接状态，表上显示 的电阻仍然应该很大，如图12-

13、8(c)所示。3. 测量晶闸管的触发能力检查小功率晶闸管触发电路如图12-9所示。万用表置于 RX 1挡。测量分两步进行。(1) 先断开开关 S,此时晶闸管尚未导 通，测出的电阻值应是无穷大。然后合上开 关，将控制极与阳极接通，使控制极电位升高，这相当于加上正触发信号，因此晶闸管 导通，此时，其电阻值为几欧至几十欧。(2) 再把开关断开，假设阻值不变，证明 晶闸管质量良好。图中的开关可用一根导线代替，导线的 一端固定在阳极上，另一端搭在控制极上时 相当于开关闭合。本方法仅适用于检查KP1KP5等小功率晶闸管或小功率快速晶闸管。对于大功率晶闸管，因其通态压降较大，加之RX1挡提供的阳极电流低于维

14、持电流Ih,所以晶闸管不能完全导通，在开关断开时晶闸管会随之关断。此时，可采用双表法，把两只万用表用 R1k串联起来使用，得到 3V电源电压。具体检测步骤同小功率晶闸管。12.3 单相桥式半控整流电路可控整流电路是应用广泛的电能变换电路，其作用是将交流电变换成大小可调的直流 电，作为直流用电设备的电源。将二极管桥式整流电路中的两个二极管用两个晶闸管替 换，就构成了半控桥式整流电路。当电路带有电阻性负载和电感性负载时，其工作情况是 不同的。1. 电阻性负载12-10(a)当单相桥式半控整流电路的负载为纯电阻时，称电阻性负载，其电路如图 所示。(a)电路图(切_L作波堆图图12-10电阻性负载单相

15、半控桥式整流电路及波形(1) 电路原理当电源电压U2为正半周时，晶闸管 T1和二极管D2上为正向电压作用。在 t1时刻，控 制极上加触发脉冲Ug,使T1和D2导通，负载Rl中流过输出电流io,形成输出整流电压Uo。此时，晶闸管 T2和二极管D1因承受反向电压而截止。在t2时刻，电源电压 U2过零，使T1和D2关断。当电源电压U2为负半周时，T2和D1上加正向电压。在 t3时刻，控制极加触发脉冲， 使T2和D1导通，在负载 Rl上有io和U。，直到J时刻U2过零时关断。此时， 和D?截 止。电阻性负载半控整流电路的工作波形图如图12-10(b)所示。(2) 电路的计算设电源电压 U2二V2U2s

16、i他，那么整流电压的直流分量即是输出电压的平均值，其大小为1+cosaU=0.9U2-2式中U2为电源电压U2的有效值，a越大，那么输出电压Uo瓦(12-1)Uo就越小。输出电流的平均值(12-2)7tUo = -总2Sin(E)d/=U2(1+cos aan晶闸管T和二极管D中流过的电流平均值11 T=I D =1 O(12-3)2晶闸管所承受的最高正向电压和二极管所承受的最高反向电压均为2U2。根据以上关系式，即可选择整流元件。【例12-1】电阻负载的单向半控桥式整流电路如图12-10所示。假设变压器副方电压有效值 U2=200V，负载电阻Rl=20 Q,当导通角 干n-，二=150 60

17、时，可得控制角:=30 120。由式 12-112-3，有1+cosg1+cosaUO=0.9U2=0.9 200=16845V2 2Uo =16840=8.42.25aRl- 201I Tm =1 Dm = I Om =4.2V2Utrm=Udrm=26=283VKP10-5型晶闸管，并相应地考虑到留有适当的余量，根据以上数据查手册，可选用 选择ZP10-5型硅整流二极管。2. 电感性负载假设整流电路的负载为直流电动机的励磁线圈或其他各种电感线圈时，那么构成电感性负 载的半控桥式整流电路，如图12-11(a)所示，图中与负载并联的二极管D称为续流二极管，将电感性负载等效成电阻R和电感L两局部

18、。在电源电压U2的正半周，参加了触发脉冲后，Ti和D2导通，输出电流io除供应负载外，还将在电感中储存磁场能。在吐过零到达负半周时，T-和D2截止，而电感中存贮的能量那么可通过二极管 D3释放，经负载形成通路，使输出Uo和io能继续维持，故将 D3称为续流二极管。在电源电压U2的负半周，参加触发脉冲使T2和Di导通，提供与前面半周同方向的负载电流io,并在电感中存储磁场能，而u2过零使T2和D1关断，续流二极管又为电感 L提供释放能量的通路。当负载满足coLR的条件时，输出电流io是连续的，波形近似为一条直线。电路中各工作波形图如图12-11(b)所示。id(W起埔图工柞波形图图12-11电感

19、性负载半控桥式整流电路及波形12.4 单结晶体管触发电路要使晶闸管导通，除了加正向阳极电压外，还必须在控制极和阴极之间加触发电压。 提供触发电压的电路称为触发电路。触发电路的种类很多，常用的有单结晶体管触发电 路、阻容移相触发电路、集成触发电路以及晶体管触发电路等。本节重点介绍单结晶体管 触发电路。12.4.1 对触发电路的要求(1) 应能提供足够大的触发功率。一般触发电压为410V，触发电流为几十至几百毫安。(2) 触发脉冲应有足够的宽度。普通晶闸管的开通时间约为6故触发脉冲宽度应大于10(通常为2050 Q),以保证晶闸管可靠触发。(3) 为了保证触发时间准确，要求触发脉冲具有陡峭上升沿。

20、(4) 触发脉冲应与主电路的交流电源同步，即要求触发脉冲在晶体管每个导电周期的 同一时刻作用到其控制极上，以保证晶闸管在每个周期的控制角相等。(5) 触发脉冲应能在足够宽的范围内平稳地移相。12.4.2 单结晶体管的结构与特性1. 单结晶体管的外形符号与结构图12-12所示为单结晶体管的外形图。可以看出，它的外形与普通三极管相似，具有三个电极，但不是三极管，而是具有三个电极的二极管，管内只有一个PN结，所以称之为单结晶体管。三个电极中，一个是发射极，两个是基极，所以也称为双基极二极管。单结晶体管有P型和N型两种，图中箭头指向第一基极b1的为N型单结晶体管，箭头假设背离第一基极 b1的那么为P型

21、单结晶体管，N型单结晶体管的电路符号如图12-12(a)所示，文字符号用 T表示。其中，有箭头的表示发射极e,箭头所指方向对应的基极为第基极bi,表示经PN结的电流只流向bi极；第二基极用b2表示。N型单结晶体管的结构如图12-12(b)所示，它是在一块电阻率比拟高的N型硅片两头制作两个接触电极，分别叫第一基极bi和第二基极b2。在靠近第二基极 b2的一侧中间,用合金或扩散法掺入 P型杂质，形成一个 PN结，引出电极，称为发射极 e。单结晶体管 可用图12-12(c)所示的电路来等效，PN结等效为二极管 D，存在于基极bi和b2之间的电阻是硅片本身的体电阻，Rbb=Rbi+Rb2为上部基区体电

22、阻，其值为一常数，约为215kQ;Rbi为可变的下部基区体电阻，当ebi之间的PN结未导通时，Rbi为数千欧姆，一旦 PN结导通，Rbi那么下降到几十欧姆。由于它只有一个PN结，故得名单结晶体管。佃)外型符号N图i2-i2 N型单结晶体管2. 单结晶体管的伏安特性单结晶体管的伏安特性是指当参变量Ubb为常数时，发射极电流Ie与EBi之间加上电压Ubb图i2-i3(a)为测试单结晶体管伏安特性的试验电路。在基极 b2和bi之间电压Ubb, 点a的电位为两个基区体电阻的分压，即R U aUbb = Ubb(i2-4)式中称 为分压比，与管子的结构有关，是单结晶体管的主要参数之一，其值一般约在i.3

23、0.9之间。图i2-i3(b)为单结晶体管的伏安特性曲线，可将其分为三个区域。(1) 截止区当电压Uelv后，Rbi不再下降，反而随Ie增加，Ue也缓慢上升，这是由于当空穴注入量增大到一定程度时，将会有一局部空穴来不及与基片中的电子复合，出现空穴的储存，而使e与bi间基区带正电而排斥空穴的注入，相当于Rbi变大，所以Ue随Ie缓慢增加，此现象称为饱和，将伏安特性的这一段称为饱和区。结论：当单结晶体管的发射结电压Ue Up时，管子导通；假设导通后，UeUbo时，管子进入负阻区，当 U超过反向转折电压 Ubr时，管子也能进 入负阻区，双向触发二极管的耐压值UBO大致分为三个等级： 2060V、10

24、0150V、200 250V。图12-19 双向触发二极管符号12.6 其他晶闸管介绍12.6.1 光控晶闸管光控晶闸管也称 GK型光开关管，是一种光敏器件。通常晶闸管有三个电极：控制极G、阳极A和阴极C。而光控晶闸管由于其控制信号来自光的照射，没有必要再引出控制 极，所以只有两个电极阳极A和阴极 C。但它的结构与普通晶闸管一样，是由四层PNPN器件构成的。光控晶闸管除了触发信号不同以外，其他特性根本与普通晶闸管是相 同的，因此在使用时可按照普通晶闸管选择，只要注意它是光控这个特点就行了。光控晶 闸管对光源的波长有一定的要求，即有选择性。波长在0.80.9 ym的红外线及波长在1 ym左右的激

25、光，都是光控晶闸管较为理想的光源。光控晶闸管具有很强的抗干扰能力、良好的高压绝缘性能和较高的瞬时过电压承受能 力，因而被应用于高压直流输电HDC、静止无功功率补偿 SVC等领域。其研制水平大约为 8000V/3600A。12.6.2 温控晶闸管温控晶闸管是一种新型温度敏感开关器件，它将温度传感器与控制电路结合为一体， 输出驱动电流大，可直接驱动继电器等执行部件或直接带动小功率负荷。温控晶闸管的结构与普通晶闸管的结构相似 电路图形符号也与普通晶闸管相同 ，也 是由PNPN半导体材料制成的三端器件，但在制作时，温控晶闸管中间的PN结中注入了对温度极为敏感的成分如氩离子，因此改变环境温度，即可改变其

26、特性曲线。在温控晶闸管的阳极 A接上正电压，在阴极 K接上负电压，在门极 G和阳极A之间 接入分流电阻，就可以使它在一定温度范围内通常为Y0+130C 起开关作用。温控晶闸管由断态到通态的转折电压随温度变化而改变，温度越高，转折电压值就越低。12.6.3 可关断晶闸管可关断晶闸管Gate Turn-Off Thyristor, GTO亦称门控晶闸管。其主要特点为，当门 极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。前已述及，普通晶闸管SCR靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能维持通态。欲使之关断，必须切断电源，使正向电流低于维持电流 Ih，或施以反向电压强行关断。这就需要增加换向电路，不仅使设备的体积重量

27、增大，而 且会降低效率，产生波形失真和噪声。可关断晶闸管克服了上述缺陷，它既保存了普通晶 闸管耐压高、电流大等优点，还具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关 器件。GTO的容量及使用寿命均超过巨型晶体管GTR，只是工作频率比GTR低。目前，GTO已到达3000A、4500V的容量。大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变 频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。12.6.4 逆导晶闸管逆导晶闸管RCT在普通晶闸管的阳极 A与阴极K之间反向并联了一只二极管制作于同一管芯中。逆导晶闸管较普通晶闸管的工作频率高，关断时间短、误动作小，可广泛应用于超声 波电路、电磁灶、开关电源、电子镇

28、流器、超导磁能储存系统等领域。12.7 晶闸管的应用12.7.1 交流调光台灯的应用电路图12-20是调光台灯的应用电路，图12-21为它的工作波形图。图12-20 调光台灯应用电路电路的工作原理：触发电路由两节RC移相网络和双向二极管T2组成。当电容 C1上的电压到达双向二极管T2的正向转折电压时导通，此时负载Rl上得到相应的正半波交流电压。在电源电压过零瞬间，晶闸管电流小于维持电流Ih而自动关断。当电源电压U为上负下正时，电源对C1反向充电，C1上的电压为下正上负，当C1上的电压到达双向二极Ug,晶闸管管Ti的反向转折电压时，Ti导通，给双向晶闸管的控制极一个反向触发脉冲 由Ti向T2方向

29、导通，负载 Rl上得到相应的负半波交流电压。图12-21 双向晶闸管交流调压波形图输出电压的调节是通过改变可变电阻RP的阻值，到达改变电容C1充电的时间常数的目的，也就改变了触发脉冲出现的时刻，使双向晶闸管的导通角受到控制，到达交流调压 的目的。在图12-20中，还设置了 R2C2移相网络，它与 Rp、Ri、Ci 一起构成两节移相网络， 这样移相范围可接近 i80o，使负载电压可从零开始调起，即灯光可从全暗逐渐调亮。i2.7.2 交流固态开关电路晶闸管具有可控单向导电性，其特性类似于开关，因此很容易组成直流开关。而交流 开关的特点是晶闸管在正半周承受正向电压时触发导通，而它的关断那么利用电源负

30、半周加 于管子上的反向电压来实现，在电路过零时关断。晶闸管交流开关目前常采用双向晶闸管 组成根本电路，相当于有触点交流开关的一个触点。由于晶闸管开关具有无触点，动作迅 速，寿命长和几乎不用维护等优点，它没有通常电源开关的拉弧、噪音和机械疲劳等缺 点，所以逐渐得到广泛应用。近年来，新开展的一种固态开关 固态继电器或固态接触器 是一种固体组件，内部电 路如图i2-22所示。i、2为输入端，相当于继电器的线圈端； 3、4为输出端，相当于继 电器的一对触点，与负载串联后接到交流电源上。固态开关采用光电耦合器作为输入输出隔离，输入端接上交流或支流控制电压，使发光二极管D2发光，紧靠着的光敏三极管 Ti阻

31、值减小，使原来导通的晶体管 T2截止，原 来阻断的晶闸管 T3通过R4被触发导通，输出端交流电源通过负载、二极管D3、D6、T3及R5构成通路，在电阻 R5产生电压作为双向晶闸管 T4触发信号，使 T4导通，负载得电。图12-22固态开关电路图适中选取 R2和R3的比值，使交流电源在接近零值区域_25V内，有输入信号时 T2才截止，无输入信号时 T2饱和导通，开关受 Usk控制正常工作，具有零电压开关性质。 即交流电压在零值附近导通，这样的输出波形既无机械触点的颤抖，又无移相触发的射频 干扰。当交流电源电压超过 _25V区域时由于电源电压的升高，即使加上输入信号Usr，晶体管T2还维持饱和导通

32、，晶闸管 T3与双向晶闸管T4始终无法导通，从而保证了开关只能 在零压状态下工作。固态开关采用环氧树脂封装，具有体积小，工作频率高，适合用于频繁工作或潮湿、 有腐蚀性以及易燃环境中。12.8 实训晶闸管可控整流电路1. 实训目的1学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。2熟悉单结晶体管触发电路 阻容移相桥式触发电路的工作原理及调试方法。3熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。2. 实训原理12-23所示为单相可控整流电路的作用是把交流电变换为电压可以调节的直流电。图半控桥式整流实验电路。主电路由负载Rl电灯和晶闸管T1组成，出发电路为单结晶体管T2及一些阻容元件构成的阻容移相桥出法电

33、路。改变晶闸管T1的导通角，便可调节主电路可控输出整流电压 或电流的数值，这点可由电灯负载的亮度变化看出。晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频率由公式=1/RCIN4007X4IkQEC_),2pL5111图12-23 单相半控桥式整流实验电路可知，当单结晶体管的分压比一般在0.50.8之间及电容C值固定时，频率f大小由R决定，因此，通过调节电位器Rw，即可以改变触发脉冲频率，主电路的输出电压也随之改变，从而到达可控整流的目的。有万用表的电阻档可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。图12-24为单结晶体管 BT33管角排列、结构图及电路符号。好的单结晶体管PN结正向电阻Rebi、Reb2均较小

34、，且Rebi稍大于Reb2 , PN结的反向电阻Rbie、Rb2E均应很大，根据所测阻值，即可判断出各管脚及管子的质量优劣。(a)图12-24 单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号图12-25为晶闸管3CT3A管脚排列、结构图及电路符号。晶闸管阳极A阴极K及阳极A门极G之间的正、反向电阻Rak、Rka、Rag、Rga均应很大，而 G K之间为一个PN结,PN结正向电阻应较小，反向电阻应很大。K?(1U)JlAPNPNch)AK(c)图12-25 晶闸管管脚排列、结构图及电路符号3.实训设备及器件(1)_5V、一 12V直流电源(2)可调工频电源万用表双踪示波器交流毫伏表(6)直流电压表

35、晶闸管 3CT3AX1单结晶体管BT33X1二极管 IN4007 4稳压管 2CW54X 1灯泡 24V/15W 14.实训内容(1)单结晶体管的简易测试万用表电表 RXIOii档分别测量EB1、EB2间正、反向电阻、记入表 12-1 o表12-1单结晶体管的简易测试记录REb/ QREb2/ QRB1e/ qRB2e/ Q结论2晶闸管的简易测试用万用电表 RX1k挡分别测量 A K、A G间正、反向电阻；用RX10Q档测量GK间反、正向电阻，记入表 12-2o表12-2晶闸管的简易测试记录FAk QRJk QFAc/k QQFG/k QR/k Q结论3晶闸管导通，关断条件测试断开_12V、一5V电源，按图12-26连接实验电路。 晶闸管阳极加12V正向电压，门极加 5V正向电压，观察管子是否导通 导通时 电灯亮，关断时电灯熄灭 。管子导通后，去掉+5V门极电压，反接门极电压接-5V，观 察管子是否继续导通。 晶闸管导通后，去掉 +12V阳极电压、反接阳极电压接-12V，观察管子是否关断(4) 晶闸管可控整流电路按图12-23连接实验电路。取可调工频电源14V电压作为整流电路输入电压吐，电位器Rw置中间