§6-3晶闸管及其应用

§6－3晶闸管及其应用晶闸管是一种可控制的硅整流器件。它是一种大功率半导体器件，广泛应用于可控整流、交流调压、电动机速度控制等。一、晶闸管的外形、结构和符号

外形

结构符号晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极(A)、阴极(K)和门极(G)。

二、晶闸管的工作特性晶闸管特性实验正向阻断

触发导通反向阻断晶闸管的工作特性可通过如图实验加以说明。图中晶闸管阳极A、阴极K、灯泡HL和电源GB1构成主回路，门极G、阴极K、开关SA和电源GB2构成控制回路。观察实验现象，可以发现晶闸管工作有以下特点：1.正向阻断晶闸管加正向电压，而门极不加正向电压，灯不亮。这种状态称为正向阻断。2.触发导通晶闸管加正向电压，使门极和阴极之间也加上正向电压（称为触发电压），闭合开关SA，这时灯亮，说明晶闸管已导通。这种状态称为触发导通。3.维持导通晶闸管一旦导通后，维持阳极电压不变，断开触发电压（即断开开关SA），灯仍亮，说明晶闸管仍然导通。这种状态称为维持导通。4.反向阻断晶闸管加反向电压，这时不论是否加控制电压，也不论控制极所加是正向电压还是反向电压，灯都不亮，晶闸管都不导通。这种状态称为反向阻断。晶闸管导通和阻断的条件

三、晶闸管应用

1．单相半控桥式整流电路

电路图波形图(1)u2为正半周时,晶闸管V1和二极管V4承受正向电压,如果这时未加触发电压,则晶闸管处于正向阻断状态,输出电压uo=0。(2)在t1时刻(ωt=α)加入触发脉冲uG,晶闸管V1触发导通。(3)在ωt=α~π期间,尽管触发脉冲uG已消失,但晶闸管仍保持导通,直至u2过零(ωt=π)时,晶闸管才自行关断,在此期间uo=u2,极性为上正下负。(4)u2为负半周时,晶闸管V2和二极管V3承受正向电压,只要触发脉冲uG到来,晶闸管就导通,负载上所得到的仍为上正下负的电压。

在门极加上触发脉冲使晶闸管开始导通的角度α称控制角。在0～α期间，晶闸管正向阻断。π-α被称为晶闸管的导通角用θ表示。显然控制角越大，输出电压越高，当α=0时，导通角θ=π，称全导通。

可见,改变触发脉冲输入的时刻,即可改变控制角α的大小和导通角θ的大小,负载RL上的电压平均值也随之改变,从而达到可控整流的目的。

两只晶闸管反向并联,在电源电压的正、负半周内轮流触发导通,交流调压器可用于交流电机无级调速、调光及电热炉的恒温控制。原理电路

波形图2.交流调压器逆变是整流的逆过程，即把直流电变为交流电，逆变过程可以用晶闸管来实现，如果令两组晶闸管V1、V4和V2、V3轮流切换导通,负载上便可得到交流输出电压uo,uo的频率取决于两组晶闸管的切换频率。基本电路如图所示。

电路图

波形图3.逆变与变频四、晶闸管的简易检测方法方法一

将万用表置R×1k挡，测量阳极和阴极间的正向电阻和反向电阻，均应为高阻值；测量门极与阳极间的正向电阻和反向电阻，也均应为高阻值；测量门极与阴极间的正向电阻和反向电阻应有差别，正向应电阻小，可判断晶闸管质量良好。方法二

测试小功率晶闸管，可将万用表置R×1挡，黑表笔接晶闸管阳极，红表笔接阴极，表针应接近∞处（如图a所示）。用黑表笔在不断开与阳极