晶閘管及其應(yīng)用

1、晶閘管及其應(yīng)用第1頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四第10章晶閘管及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：（）掌握晶閘管的三個電極的作用以及測試方法；（）了解晶閘管的控制原理；（）理解晶閘管整流電路的工作原理；（）了解晶閘管的應(yīng)用電路。（）能夠利用晶閘管實(shí)現(xiàn)弱電對強(qiáng)電的控制，如設(shè)計家用調(diào)光燈或電機(jī)調(diào)速電路。第2頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1單向晶閘管晶閘管可分為單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、快速晶閘管等等。 第3頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1.1單向晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號單向晶閘管由四層半導(dǎo)體材料組成的，有三個

2、PN結(jié)，對外有三個電極 第4頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1.2單向晶閘管的工作特點(diǎn)當(dāng)陽極A與陰極C之間加上正向電壓時，從控制極G輸入一個正向觸發(fā)信號，使T2產(chǎn)生基極流ib2；正反饋使管子的電流劇增，兩個三極管飽和，此時稱為晶閘管飽和導(dǎo)通。晶閘管飽和導(dǎo)通時單向晶閘管AC極之間壓降約為1V。觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能。只有關(guān)斷AC間的電流，晶閘管才能關(guān)斷。第5頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1.3晶閘管的工作狀態(tài)晶閘管只工作于導(dǎo)通、截止兩種狀態(tài)。有效觸發(fā)后，晶閘管維持導(dǎo)通。導(dǎo)通后去掉觸發(fā)信號，只要晶閘管的陽極電流不小于其維持電

3、流就將維持導(dǎo)通。晶閘管導(dǎo)通后，要轉(zhuǎn)換時關(guān)斷，此時，可使其陽極電位低于陰極電位或陽極電流小于維持電流。第6頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1.3晶閘管的工作狀態(tài)第7頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷條件 第8頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1.4晶閘管的外形第9頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1.5晶閘管的參數(shù)晶閘管主要參數(shù)有額定正向平均電流IF和反向重復(fù)峰值電壓URRM、觸發(fā)電流IG、維持電流IH。第10頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1

4、.6晶閘管的測試1單向晶閘管的引腳的判定 通過測量極間的正、反向電阻來判定，具體參見P178。 2單向晶閘管的觸發(fā)特性測量碰接觸發(fā)第11頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.1.7單相可控硅整流電路1. 單相半波可控硅整流電路 在u2正半周時的任一時刻，只在晶閘管的控制端加上觸發(fā)信號UG，晶閘管即可導(dǎo)通。至負(fù)半周到來時才截止，所以，觸發(fā)時刻決定導(dǎo)通時間。 第12頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四電路及波形分析第13頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四2. 單相橋式可控硅整流電路如圖10.8（a）。在正、負(fù)半周合適的時刻分別觸發(fā)V

5、T1、VT2，即可實(shí)現(xiàn)全波整流。第14頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四電路及波形分析第15頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.2 特殊晶閘管及其應(yīng)用單向晶閘管外，還有雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、光控晶閘管快速晶閘管等特殊晶閘管。第16頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.2.1 雙向晶閘管 第17頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四觸發(fā)分析只要有足夠觸發(fā)電流，不分極性都可使雙向晶閘管導(dǎo)通。且只有兩極間電流小或主電極更換極性，且無觸發(fā)信號時，才能關(guān)斷。第18頁，共30頁，2022年，5月20日

6、，1點(diǎn)48分，星期四10.2.2 快速晶閘管普通晶閘管不能在較高的頻率下工作。因為器件的導(dǎo)通或關(guān)斷需要一定時間，另一方面，在陽極電壓上升速度太快時，會使元件誤導(dǎo)通；在陽極電流上升速度太快時，可能會燒毀元件。當(dāng)晶閘管在電路中可能處于電壓變化速率太快、電流變化速率太快時，應(yīng)選用快速晶閘管。第19頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.2.3逆導(dǎo)晶閘管它的特點(diǎn)是能反向?qū)ù箅娏?。?0頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.2.4可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管（縮寫“GTO”）是一種利用正控制極脈沖可觸發(fā)導(dǎo)通，用負(fù)控制極脈沖可關(guān)斷陽極電流。 第21頁，共30頁，

7、2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.2.5晶閘管模塊將兩只以上參數(shù)一致的普通晶閘管串聯(lián)在一起構(gòu)成的模塊，稱為晶閘管模塊第22頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.3單結(jié)晶體管10.3.1單結(jié)晶體管的工作特點(diǎn)單結(jié)晶體管在一定條件下具有負(fù)阻特性，即當(dāng)發(fā)射極電流增加到一定值時，發(fā)射極電壓反而減小。 RB1為可變電阻 第23頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四單結(jié)晶體管典型伏安特性 第24頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.3.2單結(jié)晶體管的應(yīng)用利有電容充放電，E極電位改變來改變單結(jié)晶體管的導(dǎo)通和截止，同時，單結(jié)晶體管的

8、狀態(tài)改變又導(dǎo)致電容的充放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。第25頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.3.3單結(jié)晶體管的參數(shù)第26頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.3.4單結(jié)晶體管的測試E極利用E極為PN結(jié)的P端的特性進(jìn)行判斷單結(jié)晶體管B1和B2的判斷方法是把萬用表置于R*100擋或R*1k擋，用黑表筆接發(fā)射極，紅表筆分別接另外兩極，兩次測量中，電阻大的一次，紅表筆接的就是B1極。 第27頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四10.4晶閘管的應(yīng)用振蕩形成脈沖的電壓作為可控硅VS的觸發(fā)信號。在每一個半波時間內(nèi)，第一個脈沖為有效觸發(fā)信號。調(diào)節(jié)RP的

9、阻值，可改變觸發(fā)脈沖的時延，控制晶閘管VS的導(dǎo)通角，從而調(diào)節(jié)燈泡亮度。第28頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四本章回顧（1）二極管是由PN結(jié)構(gòu)成的，PN結(jié)的單向?qū)щ娦詻Q定了二極管的單向?qū)щ娦?。給二極管外加正向電壓且等于或大于導(dǎo)通電壓UTH時，二極管導(dǎo)通；當(dāng)給二極管外加反向電壓時，二極管截止。（2）二極管的伏安特性是二極管的電流與電壓關(guān)系曲線，總體上反映了二極管的特性。正向特性區(qū)域的非線性和近似線性關(guān)系是很重要的，不同用途的二極管所使用的線段不同。反向特性區(qū)域分為反向截止段和反向擊穿段。穩(wěn)壓二極管工作在擊穿段。第29頁，共30頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)48分，星期四本章回顧（3）二極管的主要參數(shù)在整流電路中最關(guān)注的有：最大整流電流IF和最高反向工作電壓URM。（4）特殊二極管指的是具有特殊用途的二極管：穩(wěn)壓二極管用于穩(wěn)壓電路，發(fā)光二極管用作指示電路，二極管數(shù)碼管是數(shù)字