中职电子工业版《电工与电子技术（第3版）》 8.3 晶闸管课件

《电工与电子技术（第3版）》 电子教案 第8章 半导体器件 第8章 半导体器件 8.1 半导体二极管 8.2 半导体三极管 8.3 晶闸管 8.3 晶闸管 8.3.1 晶闸管 8.3.2 双向晶闸管 8.3.3 晶闸管的识别和检测 8.3.1 晶闸管 晶闸管原名可控硅，是一种大功率半导体器件。它具有容量大、效率高、控制灵便、寿命长等优点，是大功率电能变换与控制的理想器件。电能的变换包括电压、电流和频率的变换，统称变流技术。晶闸管变流技术主要应用于可控整流、有源逆变、无源逆变、交流调压、直流载波及无触点功率静态开关等方面。晶闸管种类括普通晶闸管、双向晶闸管、快速晶闸管等。 1. 晶闸管的结构 晶闸管外形结构有螺旋式和平板式两种，晶闸管的内部结构是四层（P1N1P2N2）三端(A阳极、K阴极、G门极)半导体器件。 8.3.1 晶闸管 2. 晶闸管可控单向导电性 晶闸管的可控单向导电性演示实验 实验现象与结论列于下表 实验后 2 亮 正向 零 亮 实验顺序 实验前 灯情况 实验时晶闸管条件 结 论 阳极电压Ua 门极电压Ug 灯的情况 导通 实验 1 暗 反向 反向 暗 晶闸管在反向阳极电压作用下,不论门极为何种电压，它都处于关断状态 2 暗 反向 零 暗 3 暗 反向 正向 暗 1 暗 正向 反向 暗 晶闸管同时在正向阳极电压和正向门极电压作用下，才能导通 2 暗 正向 零 暗 3 暗 正向 正向 亮 关断 实验 1 亮 正向 正向 亮 已导通的晶闸管在正向阳极电压作用下，门极失去控制作用 3 亮 正向 反向 亮 4 亮 正向(逐渐减小到接近于零) 任意 暗 晶闸管在导通状态时,当Ua减小到接近于零时，晶闸管关断 8.3.1 晶闸管 晶闸管和二极管一样，具有单向导电性，电流只能从阳极流向阴极，当晶闸管阳极加反压时，只有很小的反向漏电流，晶闸管处于反向阻断状态。 晶闸管又不同于二极管，它还具有正向导通的可控特性。当晶闸管阳极加正压时，元件还不能导通，呈正向阻断状态。要使晶闸管导通除在阳极加正向电压Ua，同时还须在门极加适当的正向电压Ug，门极对晶闸管的导通起控制作用，所以晶闸管具有可控单向导电性。晶闸管一旦导通后，门极就失去控制作用，一般只要在门极加正向脉冲电压即可，亦称触发电压，门极只能触发晶闸管导通，不能使其关断。 由此得出晶闸管导通关断的条件： 导通条件：在晶闸管的阳极加上正向电压，同时在门极加上适当的正向电压。两者必须同时具备缺一不可。 关断条件：要使已导通晶闸管关断，只有改变阳极电压。在晶闸管的阳极加上反向电压；或暂时去掉阳极电压；或增大可变电阻减小主回路的电流Ia，使Ia降到一定值以下。 2. 晶闸管可控单向导电性   8.3.1 晶闸管 3. 晶闸管的主要参数 （1） 额定电压UTn 晶闸管的额定电压UTn，是指正、反向重复峰值电压UDRM与URRM中较小的值。一般选择晶闸管额定电压是实际工作时最大电压的2～3倍。 （2） 额定电流IT(AV) 在电阻性负载的单相工频正弦半波、导通角不小于170°的电路中，所允许的最大通态平均电流，称为额定通态平均电流，用IT(AV)表示。 （3） 通态平均电压UT(AV) 在规定环境温度和稳定的额定结温下，正弦半波的额定电流平均值流过元件时，元件阳极和阴极间的电压在一周内的平均值，称通态平均电压UT(AV)，简称管压降。 （4） 维持电流IH 在室温和门极断开时，元件从较大的通态电流降至刚好能保持导通的最小阳极电流，称维持电流IH。 8.3.2 双向晶闸管 塑料封装式的电流一般只有几安培，多用于台灯调光、家用风扇调速；螺旋式的电流一般有几十安培；大功率均为平板式。双向晶闸管 为五层三端半导体结构。它相当于两个反向并联的普晶闸管制作在一起并共有一个控制极。三个引出端为第一阳极V1、第二阳极V2和门极G。双向晶闸管正反二个方向都能导通，门极正负信号都能触发。双向晶闸管两端加正向电源电压，控制极加正脉冲，管子正向导通；电源电压为负，控制极加负脉冲，管子反向导通。 8.3.3 晶闸管的识别和检测 1．单向晶闸管的管脚判别 用万用表R×1kΩ档任意测量其两极，若出现指针发生较大摆动时，黑表笔接触的是控制极G，红表笔接触的是阴极K，余下就是阳极A。 2．单向晶闸管的好坏判别 判断好坏时，先用R×1kΩ档测量A、K极正反向电阻，一般都为无穷大，而K、G极则具有二极管特性。 Thanks $