晶闸管及其应用

1、晶闸管及其应用第1页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四第10章晶闸管及其应用学习目标：（）掌握晶闸管的三个电极的作用以及测试方法；（）了解晶闸管的控制原理；（）理解晶闸管整流电路的工作原理；（）了解晶闸管的应用电路。（）能够利用晶闸管实现弱电对强电的控制，如设计家用调光灯或电机调速电路。第2页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1单向晶闸管晶闸管可分为单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管等等。 第3页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1.1单向晶闸管的结构与符号单向晶闸管由四层半导体材料组成的，有三个

2、PN结，对外有三个电极 第4页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1.2单向晶闸管的工作特点当阳极A与阴极C之间加上正向电压时，从控制极G输入一个正向触发信号，使T2产生基极流ib2；正反馈使管子的电流剧增，两个三极管饱和，此时称为晶闸管饱和导通。晶闸管饱和导通时单向晶闸管AC极之间压降约为1V。触发信号只起触发作用，没有关断功能。只有关断AC间的电流，晶闸管才能关断。第5页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1.3晶闸管的工作状态晶闸管只工作于导通、截止两种状态。有效触发后，晶闸管维持导通。导通后去掉触发信号，只要晶闸管的阳极电流不小于其维持电

3、流就将维持导通。晶闸管导通后，要转换时关断，此时，可使其阳极电位低于阴极电位或阳极电流小于维持电流。第6页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1.3晶闸管的工作状态第7页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四晶闸管导通和关断条件 第8页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1.4晶闸管的外形第9页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1.5晶闸管的参数晶闸管主要参数有额定正向平均电流IF和反向重复峰值电压URRM、触发电流IG、维持电流IH。第10页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1

4、.6晶闸管的测试1单向晶闸管的引脚的判定 通过测量极间的正、反向电阻来判定，具体参见P178。 2单向晶闸管的触发特性测量碰接触发第11页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.1.7单相可控硅整流电路1. 单相半波可控硅整流电路 在u2正半周时的任一时刻，只在晶闸管的控制端加上触发信号UG，晶闸管即可导通。至负半周到来时才截止，所以，触发时刻决定导通时间。 第12页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四电路及波形分析第13页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四2. 单相桥式可控硅整流电路如图10.8（a）。在正、负半周合适的时刻分别触发V

5、T1、VT2，即可实现全波整流。第14页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四电路及波形分析第15页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.2 特殊晶闸管及其应用单向晶闸管外，还有双向晶闸管、可关断晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管快速晶闸管等特殊晶闸管。第16页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.2.1 双向晶闸管 第17页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四触发分析只要有足够触发电流，不分极性都可使双向晶闸管导通。且只有两极间电流小或主电极更换极性，且无触发信号时，才能关断。第18页，共30页，2022年，5月20日

6、，1点48分，星期四10.2.2 快速晶闸管普通晶闸管不能在较高的频率下工作。因为器件的导通或关断需要一定时间，另一方面，在阳极电压上升速度太快时，会使元件误导通；在阳极电流上升速度太快时，可能会烧毁元件。当晶闸管在电路中可能处于电压变化速率太快、电流变化速率太快时，应选用快速晶闸管。第19页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.2.3逆导晶闸管它的特点是能反向导通大电流。第20页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.2.4可关断晶闸管可关断晶闸管（缩写“GTO”）是一种利用正控制极脉冲可触发导通，用负控制极脉冲可关断阳极电流。 第21页，共30页，

7、2022年，5月20日，1点48分，星期四10.2.5晶闸管模块将两只以上参数一致的普通晶闸管串联在一起构成的模块，称为晶闸管模块第22页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.3单结晶体管10.3.1单结晶体管的工作特点单结晶体管在一定条件下具有负阻特性，即当发射极电流增加到一定值时，发射极电压反而减小。 RB1为可变电阻 第23页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四单结晶体管典型伏安特性 第24页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.3.2单结晶体管的应用利有电容充放电，E极电位改变来改变单结晶体管的导通和截止，同时，单结晶体管的

8、状态改变又导致电容的充放电状态的转换。第25页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.3.3单结晶体管的参数第26页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.3.4单结晶体管的测试E极利用E极为PN结的P端的特性进行判断单结晶体管B1和B2的判断方法是把万用表置于R*100挡或R*1k挡，用黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是B1极。 第27页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四10.4晶闸管的应用振荡形成脉冲的电压作为可控硅VS的触发信号。在每一个半波时间内，第一个脉冲为有效触发信号。调节RP的

9、阻值，可改变触发脉冲的时延，控制晶闸管VS的导通角，从而调节灯泡亮度。第28页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四本章回顾（1）二极管是由PN结构成的，PN结的单向导电性决定了二极管的单向导电性。给二极管外加正向电压且等于或大于导通电压UTH时，二极管导通；当给二极管外加反向电压时，二极管截止。（2）二极管的伏安特性是二极管的电流与电压关系曲线，总体上反映了二极管的特性。正向特性区域的非线性和近似线性关系是很重要的，不同用途的二极管所使用的线段不同。反向特性区域分为反向截止段和反向击穿段。稳压二极管工作在击穿段。第29页，共30页，2022年，5月20日，1点48分，星期四本章回顾（3）二极管的主要参数在整流电路中最关注的有：最大整流电流IF和最高反向工作电压URM。（4）特殊二极管指的是具有特殊用途的二极管：稳压二极管用于稳压电路，发光二极管用作指示电路，二极管数码管是数字