電子技術(shù)基礎(chǔ)3

1晶閘管及其應(yīng)用§1晶閘管§2

單相可控整流電路§3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路晶閘管可控整流電路2別名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。

特點：體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達(dá)千安、正向耐壓達(dá)數(shù)千伏）。應(yīng)用領(lǐng)域：

整流（交流

直流）

逆變（直流

交流）

變頻（交流

交流）

斬波（直流

直流）此外還可作無觸點開關(guān)等。晶閘管（Thyristor）31、結(jié)構(gòu)A（陽極）P1P2N1三個

PN結(jié)N2四層半導(dǎo)體K（陰極）G（控制極）§1.1晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號及符號42、晶閘管實驗S斷開，UGK=0，UAA為正向，燈泡不亮，稱為正向阻斷，如圖11.4(a)所示。S斷開，UGK=0，UAA為反向，燈泡不亮，如圖11.4(b)所示。S合上，UGK為正向，UAA為反向，燈泡不亮，稱之為反向阻斷，如圖11.4(c)所示。S合上，UGK為正向，UAA為正向，燈泡亮，稱之為觸發(fā)導(dǎo)通，如圖11.4(d)所示。

RSgka+_+_UAA晶閘管實驗電路5斷開S，燈泡仍亮，稱之為維持導(dǎo)通，如圖11.4(e)所示。逐漸減小UAA，燈泡亮度變暗，直到熄滅，如圖11.4(f)所示

UGG反向，UAA正向，燈泡不亮，稱之為反向觸發(fā)，如圖11.4(g)所示

UGG反向，UAA反向，燈泡仍不亮，如圖11.4(h)所示。678結(jié)論晶閘管在反向陽極電壓作用下，不論門極為何種電壓，它都處于關(guān)斷狀態(tài)。晶閘管只有同時在適當(dāng)正向陽極電壓與正向門極電壓作用下，才能導(dǎo)通。已經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管即使去掉控制極電壓，仍維持導(dǎo)通狀態(tài)。要關(guān)斷導(dǎo)通的晶閘管，必須把正向陽極電壓降到一定值，或去掉陽極電壓或加反向陽極電壓。9符號AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK3、工作原理示意圖10G1.若只加UAK正向電壓，控制極不加觸發(fā)電壓，兩三極管均不能導(dǎo)通，即晶閘管不通。導(dǎo)通過程2.當(dāng)UAK

>0且UGK>0

時，晶閘管迅速導(dǎo)通。UGK開始加入時，T1首先導(dǎo)通，

ib1=ig、

iC1

=

ib1

；然后T2導(dǎo)通，ib2=iC1=

ib1、ic2=?ib2=

ib1，此后T1進(jìn)一步導(dǎo)通，形成正反饋，A、k兩極間迅速導(dǎo)通。KAT1T2i

b1ic2i

c1i

gi

b2113.晶閘管導(dǎo)通后，去掉電壓UGK，依靠正反饋，晶閘管仍維持導(dǎo)通狀態(tài)；4.晶閘管截止的條件：晶閘管的A、K兩極間加反向電壓，或開始工作時就不加觸發(fā)信號（即令UGK

=0），晶閘管則不能導(dǎo)通；（1）（2）晶閘管正向?qū)ê?，欲令其截止，必須減小UAK，或加大回路電阻，致使晶閘管中的電流減小到維持電流（IH）以下，正反饋失效，晶閘管截止。12（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦?。若使其關(guān)斷，必須降低UAK或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。正向?qū)l件：A、K間加正向電壓，G、K間加觸發(fā)信號。晶閘管的工作原理小結(jié)（2）晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極失去作用。131、特性UIURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1>>正向反向U--陽極、陰極間的電壓

I--陽極電流URSM反向擊穿電壓導(dǎo)通后管壓降約1V額定正向平均電流維持電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓§1.2晶閘管的伏安特性與主要參數(shù)斷態(tài)重復(fù)峰值電壓14正向特性：在陽極和陰極間加正向電壓。UDSM：斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓，又稱正向轉(zhuǎn)折電壓。隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。當(dāng)U=UDSM時，PN結(jié)N1P2反向極擊穿，晶閘管自動導(dǎo)通。正常工作時，

UAK應(yīng)小于UDSM

。AP1P2N1N2KG控制極開路時：PN結(jié)P1N1、P2N2正向偏置，N1P2反向偏置，晶閘管截止。若在G和K間加正向電壓：UGK越大，則UDSM越小。UGK

足夠大時，正向特性與二極管的正向特性類似。15隨反向電壓的增加，反向漏電流稍有增加，當(dāng)U=URSM

時，反向極擊穿。正常工作時，反向電壓必須小于URSM。AP1P2N1N2KG反向特性：在陽極和陰極間加反向電壓。這時PN結(jié)P1N1、P2N2

反向偏置，N1P2正向偏置，晶閘管截止。URSM

：反向不重復(fù)峰值電壓。161.

電壓定額晶閘管耐壓值。一般取UDRM

=80%UDSM

。普通晶閘管UDRM

為100V---3000V1.2主要參數(shù)UIIHUDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSMUDRM（1）

UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓17控制極斷路時，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取URRM=80%URSM。普通晶閘管URRM為100V--3000V）（2）

URRM：反向重復(fù)峰值電壓UIIHUDSMURSM反向擊穿電壓URRMUDRM18（3）UTAV

：通態(tài)平均電壓管壓降。在規(guī)定的條件下，通過正弦半波平均電流時，晶閘管陽、陰兩極間的電壓平均值。一般為1V左右。19ITAV含義it

2

ITAV2.

電流定額環(huán)境溫度為40。C時,在電阻性負(fù)載、單相工頻正弦半波、導(dǎo)電角不小于170o的電路中，晶閘管允許的最大通態(tài)平均電流。普通晶閘管ITAV

為1A---1000A。）（1）

UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓20額定通態(tài)平均電流即正向平均電流（IF）。通用系列為：1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRMURRM21

UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流（2）IH：最小維持電流在室溫下，控制極開路、晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后，維持導(dǎo)通狀態(tài)所必須的最小電流。一般為幾十到一百多毫安。在室溫下，陽極電壓為直流6V時，使晶閘管完全導(dǎo)通所必須的最小控制極直流電壓、電流。一般UG為1~5V，IG為幾十到幾百毫安。3、控制極定額224、晶閘管型號通態(tài)平均電壓（UAVT）額定電壓級別（UDRM）額定通態(tài)平均電流（ITAV）晶閘管類型P---普通晶閘管K---快速晶閘管S---雙向晶閘管晶閘管K23晶閘管電壓、電流級別：額定通態(tài)電流（ITAV）通用系列為1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。額定電壓（UDRM）通用系列為：1000V以下的每100V為一級，1000V到3000V的每200V為一級。通態(tài)平均電壓（UTAV）等級一般用A~I字母表示：由0.4~1.2V每0.1V為一級。242.1單相半波可控整流電路1.電路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG§2單相可控整流電路

u2>0

時，加上觸發(fā)電壓uG

，晶閘管導(dǎo)通。且uL

的大小隨uG

加入的早晚而變化；u2<0

時，晶閘管不通，uL=0

。故稱可控整流。設(shè)u1為正弦波252.工作波形tu2tuGtuLtuT

：控制角

：導(dǎo)通角u1u2uTuLAGKRLuG26晶閘管承受的最高反向電壓:tuT273.輸出電壓及電流的平均值284.晶閘管上的電壓和電流選擇晶閘管上所承受的最高正向電壓為

晶閘管上承受的最高反向電壓為

晶閘管的額定電壓應(yīng)取其峰值電壓的2～3倍

流過晶閘管的平均電流為

額定電流為

292.2單相橋式可控整流電路一、電阻性負(fù)載橋式可控整流電路T1、T2--晶閘管D1、D2--二極管T1T2D1D2RLuLu2AB+-uG30u2>0時的導(dǎo)通路徑（UG加入后）：u2(A)T1RLD2u2(B)T1T2D1D2RLuLu2AB+-1.電路及工作原理uG31T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0時導(dǎo)通路徑：T1T2D1D2RLuLu2AB+-322.工作波形tu2tuGtuLt

uT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-333.輸出電壓及電流的平均值34二、電感性負(fù)載橋式可控整流電路

該電路加續(xù)流二極管后電路工作情況以及負(fù)載上的電流、電壓和電阻性負(fù)載類似，請自行分析。u2T1T2D1D2DuLRL35兩種常用可控整流電路的特點電路特點1.該電路只用一只晶閘管，且其上無反向電壓。2.晶閘管和負(fù)載上的電流相同。電路一：u2TD2D1D4uLRLD336T1T2D1D2u2uLRL電路特點1.該電路接入電感性負(fù)載時，D1、D2

便起續(xù)流二極管作用。2.由于T1的陽極和T2的陰極相連，兩管控制極必須加獨立的觸發(fā)信號。電路二：373.1單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)及其性能結(jié)構(gòu)等效電路E（發(fā)射極）B2（第二基極）B1（第一基極）PNEB2B1RB2RB1管內(nèi)基極體電阻PN結(jié)§3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路38工作原理：當(dāng)uE<UA+UF=UP

時PN結(jié)反偏，iE很??；當(dāng)uE

UP時PN結(jié)正向?qū)?iE迅速增加。B2ERB1RB2B1AUBBiE

--分壓比

(0.35~0.75)UP--峰點電壓UF--PN結(jié)正向?qū)▔航?9單結(jié)晶體管的型號及使用常識BT35B單結(jié)管型號的各符號意義特性參數(shù)分類耗散功率500mW半導(dǎo)體三個電極特種管403.2單結(jié)晶體管張弛振蕩器RR2R1CUuCuOEB1B2電路組成振蕩波形uCttuoUVUP411.uE=uC<UP

時，單結(jié)管不導(dǎo)通，uo

0。IR1R1、R2是外加的，不同于內(nèi)部的RB1、RB2。前者一般取幾十歐~幾百歐；RB1+RB2一般為2~15千歐。此時R1上的電流很小，其值為：RR2R1CEuCuOEB1B2422.隨電容的