第八章晶閘管及實(shí)際應(yīng)用電路

1、第八章晶閘管及實(shí)際應(yīng)用電路8.1.1單向晶閘管單向晶閘管8.1晶閘管晶閘管 1單向晶閘管的結(jié)構(gòu)和符號單向晶閘管的結(jié)構(gòu)和符號（1）外形：）外形：平面型、螺栓型和小型塑封型等幾種。平面型、螺栓型和小型塑封型等幾種。P2引出線為控制極；引出線為控制極；P1引出線為陽極；引出線為陽極；N2引出線為引出線為陰極陰極（2）符號及內(nèi)部結(jié)構(gòu)：）符號及內(nèi)部結(jié)構(gòu)：三個電極：陽極三個電極：陽極 A、陰極、陰極 K、控制極、控制極 G3 個個 PN 結(jié)（結(jié)（J1J2J3） 4 層半導(dǎo)體層半導(dǎo)體：P1N1P2N2文字符號：一般用文字符號：一般用 SCR、KG、CT、VT 表示。表示。8.1晶閘管晶閘管 正向阻斷：正向阻

2、斷：AK 加正向電壓，加正向電壓，G 無電壓不導(dǎo)通。無電壓不導(dǎo)通。2單向晶閘管的工作原理：單向晶閘管的工作原理：（1）實(shí)驗(yàn)演示：）實(shí)驗(yàn)演示：（2）工作特點(diǎn)：）工作特點(diǎn)： 導(dǎo)通后控制極失去控制作用：晶閘管一旦導(dǎo)通，降低或去導(dǎo)通后控制極失去控制作用：晶閘管一旦導(dǎo)通，降低或去掉控制極電壓仍導(dǎo)通。掉控制極電壓仍導(dǎo)通。 反向阻斷：反向阻斷：AK 加反向電壓，加反向電壓，G 無論是否加控制電壓不導(dǎo)通。無論是否加控制電壓不導(dǎo)通。 觸發(fā)導(dǎo)通：觸發(fā)導(dǎo)通：AK 加正向電壓，加正向電壓，G，K 加正向電壓加正向電壓導(dǎo)通。導(dǎo)通。 單向晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個條件：一是晶閘管陽極與陰單向晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個條件：一是晶

3、閘管陽極與陰極間接正向電壓；二是控制極與陰極之間也要接正向電壓。極間接正向電壓；二是控制極與陰極之間也要接正向電壓。 晶閘管一旦接通后，去掉控制極電壓時，晶閘管仍然導(dǎo)通。晶閘管一旦接通后，去掉控制極電壓時，晶閘管仍然導(dǎo)通。8.1晶閘管晶閘管 晶閘管具有控制強(qiáng)電的作用，即利用弱電信號對控晶閘管具有控制強(qiáng)電的作用，即利用弱電信號對控制極的作用，就可使晶閘管導(dǎo)通去控制強(qiáng)電系統(tǒng)。制極的作用，就可使晶閘管導(dǎo)通去控制強(qiáng)電系統(tǒng)。3單向晶閘管主要參數(shù)單向晶閘管主要參數(shù)（1）額定正向平均電流）額定正向平均電流8.1晶閘管晶閘管 導(dǎo)通后的晶閘管若要關(guān)斷時，必須將陽極電壓降低導(dǎo)通后的晶閘管若要關(guān)斷時，必須將陽極電壓

4、降低到一定程度。到一定程度。在規(guī)定環(huán)境溫度和散熱條件下，允許通過陽極和陰極之在規(guī)定環(huán)境溫度和散熱條件下，允許通過陽極和陰極之間的電流平均值。間的電流平均值。（2）維持電流）維持電流在規(guī)定環(huán)境溫度、控制極斷開的條件下，保持晶閘管處在規(guī)定環(huán)境溫度、控制極斷開的條件下，保持晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)所需要的最小正向電流。于導(dǎo)通狀態(tài)所需要的最小正向電流。（3）控制極觸發(fā)電壓和電流）控制極觸發(fā)電壓和電流在規(guī)定環(huán)境溫度及一定正向電壓條件下，使晶閘管從關(guān)在規(guī)定環(huán)境溫度及一定正向電壓條件下，使晶閘管從關(guān)斷到導(dǎo)通，控制極所需的最小電壓和電流。斷到導(dǎo)通，控制極所需的最小電壓和電流。（5）反向阻斷峰值電壓）反向阻斷峰值電壓

5、在控制極斷開時，可以重復(fù)加在晶閘管上的反向峰值電在控制極斷開時，可以重復(fù)加在晶閘管上的反向峰值電壓。壓。（4）正向阻斷峰值電壓）正向阻斷峰值電壓在控制極開路和晶閘管正向阻斷的條件下，可以重復(fù)加在控制極開路和晶閘管正向阻斷的條件下，可以重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓。在晶閘管兩端的正向峰值電壓。8.1晶閘管晶閘管（1）型號）型號4晶閘管的型號及含義晶閘管的型號及含義表示額定正向平均電流為表示額定正向平均電流為 5 A表示晶閘管元件表示晶閘管元件表示表示 N 型硅材料型硅材料表示三個電極表示三個電極表示額定電壓為表示額定電壓為 500 V3 C T - -5 / 5008.1晶閘管晶閘管（2）簡

6、易檢測）簡易檢測a用萬用表用萬用表“R 10”擋，擋，黑筆接陽極，紅筆接陰極，黑筆接陽極，紅筆接陰極，指指針應(yīng)接近針應(yīng)接近 。 b合上合上 S ，表針應(yīng)指很小阻值，約為，表針應(yīng)指很小阻值，約為 60 200 ，表明晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通。表明晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通。 c斷開斷開 S，表針不回到零，表明晶閘管是正常的。，表針不回到零，表明晶閘管是正常的。 8.1晶閘管晶閘管8.1.2雙向晶閘管雙向晶閘管1 1雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號（1）外形）外形（2）符號）符號 8.1晶閘管晶閘管文字符號：文字符號：TLC、SCR、CT 及及 KG、KS 等表示。等表示。有三個電極，主電極有三個電極，

7、主電極 T1 和和 T2，另一個電極，另一個電極 G 為控制極。為控制極。 2雙向晶閘管的工作特點(diǎn)雙向晶閘管的工作特點(diǎn) 特性：主電極特性：主電極 T1、T2 無論加正向電壓還是反向電壓，無論加正向電壓還是反向電壓，其控制極其控制極 G 的觸發(fā)信號無論是正向還是反向，它都能被的觸發(fā)信號無論是正向還是反向，它都能被“觸觸發(fā)發(fā)”導(dǎo)通。主電極間電壓是交流形式。導(dǎo)通。主電極間電壓是交流形式。 （3）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)8.1晶閘管晶閘管3雙向晶閘管的檢測雙向晶閘管的檢測 8.1晶閘管晶閘管（3）對功率放大或功率較小但質(zhì)量較差的雙向晶閘管，）對功率放大或功率較小但質(zhì)量較差的雙向晶閘管，應(yīng)將萬用表黑表筆接電池負(fù)極。然

8、后按應(yīng)將萬用表黑表筆接電池負(fù)極。然后按（2）所述方法測量判所述方法測量判斷。斷。 （1）用萬用表用萬用表“R 1 k”擋，黑筆擋，黑筆接接 T1，紅筆接，紅筆接 T2 ，表表針應(yīng)不動或微動，調(diào)換兩表筆，表針仍不動或微動為正常。針應(yīng)不動或微動，調(diào)換兩表筆，表針仍不動或微動為正常。（2）用萬用表）用萬用表“R 1”擋，黑筆接擋，黑筆接 T1，紅筆接，紅筆接 T2 ，將觸，將觸發(fā)極與發(fā)極與 T2 短接一下后離開，萬用表應(yīng)保持幾歐到幾十歐的讀短接一下后離開，萬用表應(yīng)保持幾歐到幾十歐的讀數(shù)；調(diào)換兩表筆，再次將觸發(fā)極與數(shù)；調(diào)換兩表筆，再次將觸發(fā)極與 T2 短接一下后離開，萬用短接一下后離開，萬用表指示情況

9、同上。表指示情況同上。8.2.1結(jié)單向晶閘管結(jié)單向晶閘管8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路1單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)和型號單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)和型號 （1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 三個電極：發(fā)射極三個電極：發(fā)射極 E、第一基極、第、第一基極、第二基極。一個二基極。一個 PN 結(jié)。結(jié)。（2）電路符號）電路符號 發(fā)射極箭頭指向發(fā)射極箭頭指向 極，表示經(jīng)極，表示經(jīng) PN 結(jié)結(jié)的電流只流向的電流只流向 。 1B1B（3）外形）外形8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路2單結(jié)晶體管的基本特性單結(jié)晶體管的基本特性 （1）等效電路）等效電路 b1r：E 與與 間電阻，隨發(fā)射極電流而變，間電阻，隨發(fā)射極電流而變， 1BEIb1r即即 上

10、升，上升，下降。下降。 b2r：E 與與 間的電阻，數(shù)值與間的電阻，數(shù)值與無關(guān)。無關(guān)。 2BEIbbr：兩基極間電阻。：兩基極間電阻。 bbr=b1r+ b2r。（2）導(dǎo)通條件）導(dǎo)通條件 ：稱為分壓比，：稱為分壓比，與與 的比值，的比值， 一般在一般在 0.3 0.8 之之間。間。 1brbbrDBBEEVVV （為為 PN 結(jié)的正向壓降）結(jié)的正向壓降）DV8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 （2）工作原理）工作原理 電源接通后，電源接通后，VBB 通過微調(diào)電阻通過微調(diào)電阻 RP和電阻和電阻 R1 向電容向電容 C 充電，當(dāng)單結(jié)晶體充電，當(dāng)單結(jié)晶體管滿足導(dǎo)

11、通條件，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，管滿足導(dǎo)通條件，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，C 迅速放電，在電阻迅速放電，在電阻 R3 上形成一個很窄上形成一個很窄的正脈沖的正脈沖 vb1。經(jīng)過一個周期后，單結(jié)。經(jīng)過一個周期后，單結(jié)晶體管截止，由晶體管截止，由 VBB 通過微調(diào)電阻通過微調(diào)電阻 RP和電阻和電阻 R1 向電容向電容 C 充電，重復(fù)上述過充電，重復(fù)上述過程。程。（1）單結(jié)晶體管觸發(fā)脈沖形成電路）單結(jié)晶體管觸發(fā)脈沖形成電路 8.2.2雙向晶閘管觸發(fā)電路雙向晶閘管觸發(fā)電路8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路1雙向二極管觸發(fā)電路雙向二極管觸發(fā)電路（1）觸發(fā)電路）觸發(fā)電路1VT：雙向二極管。：雙向二極管。 2VT：雙向晶閘管

12、。：雙向晶閘管。 LR：負(fù)載。：負(fù)載。 （2）工作原理）工作原理 交流電源處于正半周，對電容交流電源處于正半周，對電容 C 充電，電壓極性為充電，電壓極性為上正下負(fù)。上正下負(fù)。 8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路 電壓增大到使雙向二極管導(dǎo)通，可使雙向晶閘管導(dǎo)電壓增大到使雙向二極管導(dǎo)通，可使雙向晶閘管導(dǎo)通。通。 當(dāng)交流電源過零的瞬間，雙向晶閘管自行阻斷。當(dāng)交流電源過零的瞬間，雙向晶閘管自行阻斷。 調(diào)節(jié)值，即可改變電容的充電常數(shù)，從而改變脈沖調(diào)節(jié)值，即可改變電容的充電常數(shù)，從而改變脈沖出現(xiàn)時刻，可改變晶閘管的導(dǎo)通角。出現(xiàn)時刻，可改變晶閘管的導(dǎo)通角。 交流電源處于負(fù)半周，對電容交流電源處于負(fù)半周，對

13、電容 C 充電，電壓極性為充電，電壓極性為下正上負(fù)。下正上負(fù)。 電壓增大到的轉(zhuǎn)折電壓，使雙向二極管反相導(dǎo)通，電壓增大到的轉(zhuǎn)折電壓，使雙向二極管反相導(dǎo)通，可使雙向晶閘管導(dǎo)通?？墒闺p向晶閘管導(dǎo)通。8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路2其他類型的觸發(fā)電路其他類型的觸發(fā)電路 （1）RC 觸發(fā)電路觸發(fā)電路 特點(diǎn)：簡單、成本低。特點(diǎn)：簡單、成本低。 8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路V1、V2：為：為 NPN 型，只用型，只用 C、E 兩極。兩極。（2）晶體管組合觸發(fā)電路）晶體管組合觸發(fā)電路 8.2晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路成本低，氖管可作指示器。成本低，氖管可作指示器。 （3）氖管觸發(fā)電路）氖管觸發(fā)電路

14、8.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路8.3.1晶閘管整流電路晶閘管整流電路1單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 （1）電路組成）電路組成（2）工作原理）工作原理 v2 為為正半周時，晶閘管正半周時，晶閘管 VT 承受正向電壓，若此時沒有觸發(fā)承受正向電壓，若此時沒有觸發(fā)電壓，則負(fù)載電壓，則負(fù)載= 0。 Lv 當(dāng)當(dāng)t = a 時，控制極加有觸發(fā)電壓時，控制極加有觸發(fā)電壓VG，晶閘管具備導(dǎo)通條晶閘管具備導(dǎo)通條件而導(dǎo)通，件而導(dǎo)通，正向壓降很小，正向壓降很小， 。 2Lvv 當(dāng)當(dāng) t 2 時，時，v2 進(jìn)入負(fù)半周后，晶閘管呈反向進(jìn)入負(fù)半周后，晶閘管呈反向阻斷狀態(tài)，負(fù)載電壓阻斷狀態(tài)，負(fù)載電壓 vL=

15、0。 當(dāng)當(dāng)t 時，時，v2=0，晶閘管自行關(guān)斷。，晶閘管自行關(guān)斷。 當(dāng)當(dāng) a t 時，晶閘管保持導(dǎo)通，負(fù)載電壓時，晶閘管保持導(dǎo)通，負(fù)載電壓基基本上與次級電壓本上與次級電壓 保持相等。保持相等。 Lv2v8.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路控制角越大，導(dǎo)通角越小，它們的和為定值控制角越大，導(dǎo)通角越小，它們的和為定值+ = 。 （3）波形圖）波形圖 ：控制角。：控制角。指觸發(fā)脈沖的加入指觸發(fā)脈沖的加入時間。時間。 ：導(dǎo)通角。：導(dǎo)通角。每半個周期晶閘管每半個周期晶閘管導(dǎo)通角度。導(dǎo)通角度。 8.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路（1）電路組成）電路組成2單相橋式可控整流電路單相橋式可控整流電路8.3晶閘管應(yīng)

16、用電路晶閘管應(yīng)用電路（2）工作原理）工作原理 橋式整流輸出電壓橋式整流輸出電壓對晶閘管對晶閘管 VT 而言是正向電而言是正向電壓，只要觸發(fā)電壓到來，壓，只要觸發(fā)電壓到來，VT 即可導(dǎo)通。則負(fù)載電壓即可導(dǎo)通。則負(fù)載電壓vL 將與將與 對應(yīng)部分基本相等。對應(yīng)部分基本相等。v2 當(dāng)當(dāng) 經(jīng)過零值時，晶閘管自行關(guān)斷，在的經(jīng)過零值時，晶閘管自行關(guān)斷，在的 v2 第二個第二個半周中，電路將重復(fù)第一半周的情況。半周中，電路將重復(fù)第一半周的情況。v28.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路（3）波形圖）波形圖8.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路1音樂彩燈控制器音樂彩燈控制器（1）電路組成）電路組成8.3.2其他應(yīng)用電路

17、其他應(yīng)用電路8.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路（2）工作原理）工作原理從收錄機(jī)等音響設(shè)備的揚(yáng)聲器兩端，引出音頻信號，經(jīng)升從收錄機(jī)等音響設(shè)備的揚(yáng)聲器兩端，引出音頻信號，經(jīng)升壓變壓器壓變壓器 T 升壓后，為單向晶閘管的觸發(fā)信號。當(dāng)幅度大時，升壓后，為單向晶閘管的觸發(fā)信號。當(dāng)幅度大時，晶閘管導(dǎo)通，而幅度小時，晶閘管仍處于阻斷狀態(tài)。晶閘管導(dǎo)通，而幅度小時，晶閘管仍處于阻斷狀態(tài)。 由于音頻信號的構(gòu)成比較復(fù)雜，因此，某些信由于音頻信號的構(gòu)成比較復(fù)雜，因此，某些信號也會改變晶閘管的導(dǎo)通角。這樣，晶閘管就工作號也會改變晶閘管的導(dǎo)通角。這樣，晶閘管就工作在導(dǎo)通、阻斷或非全導(dǎo)通狀態(tài)，使負(fù)載黃、紅、綠、在導(dǎo)通、阻斷

18、或非全導(dǎo)通狀態(tài)，使負(fù)載黃、紅、綠、藍(lán)四組彩燈隨音樂的旋律而不斷閃爍。藍(lán)四組彩燈隨音樂的旋律而不斷閃爍。8.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路（2）工作原理）工作原理人或物靠近感應(yīng)板產(chǎn)生電容，這個電容人或物靠近感應(yīng)板產(chǎn)生電容，這個電容 C1 與本機(jī)電路中的與本機(jī)電路中的電容對電源形成串聯(lián)分壓，使與之連接的氖管導(dǎo)通后，又作為基電容對電源形成串聯(lián)分壓，使與之連接的氖管導(dǎo)通后，又作為基極偏壓直接加在射極輸出器的放大管極偏壓直接加在射極輸出器的放大管 V1 上，射極輸出器輸出一上，射極輸出器輸出一個信號使雙向二極管個信號使雙向二極管 2CTS 導(dǎo)通，觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通，觸發(fā)雙向晶閘管 3CTS 導(dǎo)通，導(dǎo)通，帶動負(fù)載工作。帶動負(fù)載工作。8.3晶閘管應(yīng)用電路晶閘管應(yīng)用電路本章小結(jié)本章小結(jié)1單向晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個條件：一是晶閘管陽極單向晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個條件：一是晶閘管陽極與陰極間接正向電壓；二是控制極與陰極之間也要接正