5.3晶闸管（课件）-高一《汽车电工电子基础》同步教学（高教版）

中等专业教育国家规划教材配套用书 汽车电工电子基础 第五章　 半导体器件的基本知识 第三节 晶 闸 管 一、概述 晶闸管是晶体闸流管的简称,又称为可控硅。应用如: (1)可控整流:把交流电变换成电压值可调的直流电,作为直流电动机、蓄电池充电机、电解、电镀等设备的可调直流电源。 第三节 晶 闸 管 (2)逆变:把直流电变换成交流电。 (3)变频:把某种频率的交流电变换成另一种频率的交流电。 (4)交流调压:把有效值恒定的交流电压变换成有效值可以调节的交流电压。 第三节 晶 闸 管 (5)无触点开关:在控制系统中,用来迅速接通或断开大功率的交流或直流电路,而且不会产生火花。 二、晶闸管的结构及特性 1.晶闸管的结构 主要介绍使用最为广泛的普通型晶闸管。它的外形有螺栓式(多为中小功率)和平板式(多为中大功率),如图所示。晶闸管的符号如图所示,它有三个电极:阳极A、阴极K 和控制极(也称门极)G。 二、晶闸管的结构及特性 二、晶闸管的结构及特性 晶闸管的内部结构示意图如图所示,P型和N 型半导体组成四层PNPN 结构,形成三个PN 结:J1 、J2 、J3 。由端面N 层半导体引出阴极K,由中间P 层引出控制极K,由端面P 层引出阳极A。所以,晶闸管又称为四层三端半导体器件。 二、晶闸管的结构及特性 二、晶闸管的结构及特性 2.晶闸管的特性 (1)晶闸管的反向阻断 如图所示,将晶闸管的阴极接电源的正端,阳极通过白炽灯H 接U AA的负端(此回路称为主回路),然后将控制极通过开关S 接电源UGG 的正端,阴极通过保护电阻R接UGG 的负端(此回路称为触发回路)。 二、晶闸管的结构及特性 二、晶闸管的结构及特性 这时,不管开关S 闭合与否,白炽灯HL 始终不亮。这说明当晶闸管加反向电压时, 不管控制极是否加上正向电压,它都不会导通而处于阻断状态。这种阻断状态称为反向阻断状态。 二、晶闸管的结构及特性 (2)晶闸管的正向阻断 如图所示,当晶闸管加上正向电压时,如果开关S 不闭合,灯也不亮。这就说明晶闸管尽管加上正向电压,但控制极未加正向电压时,也不会导通而仍处于阻断状态。这种阻断状态称为晶闸管的正向阻断状态。 二、晶闸管的结构及特性 二、晶闸管的结构及特性 (3)晶闸管的导通和控制极的作用 晶闸管怎样才能导通呢? 二、晶闸管的结构及特性 如图所示,在晶闸管加上正向电压的同时,合上开关S,使其控制极也加上正向电压,灯才被点亮。若在灯亮后,把开关S 断开,则灯将继续点亮。由此可见,在阳极加上正向电压的同时,控制极也必须加上正向电压,晶闸管才能导通。然而晶闸管一旦导通后,其控制极便失去了控制作用。晶闸管导通时,阳极与阴极之间的正向压降很小,约为1V。 二、晶闸管的结构及特性 (4)晶闸管导通后的关断 晶闸管导通后,将阳极电流减小到一定程度,晶闸管可由导通状态变为截止状态。由此可见,要维持晶闸管导通,它所通过的阳极电流必须在一定值以上。这个电流值就称为晶闸管的维持电流。 二、晶闸管的结构及特性 综上所述,可得出如下结论: ① 晶闸管导通的条件是:第一,阳极与阴极之间加正向电压;第二,控制极与阴极之间加正向电压。 ② 晶闸管导通后,控制极就失去了控制作用。这时去掉或重复供给控制电压,都不会影响晶闸管的继续导通。 二、晶闸管的结构及特性 综上所述,可得出如下结论: ① 晶闸管导通的条件是:第一,阳极与阴极之间加正向电压;第二,控制极与阴极之间加正向电压。 ② 晶闸管导通后,控制极就失去了控制作用。这时去掉或重复供给控制电压,都不会影响晶闸管的继续导通。 二、晶闸管的结构及特性 ③ 要使处于导通状态的晶闸管关断,必须将阳极电压降低使阳极电流小于管子的维持电流,或在阳极上加反向电压。 ④ 晶闸管正、反向都能够阻断,相当于一个可以控制的单向导通开关。与二极管比较它的正向导通具有可控性。 三、晶闸管的测试及使用注意事项 三、晶闸管的测试及使用注意事项 1.晶闸管的测试 (1)万用表测试法 根据PN 结的单向导电性,可用万用表测试判断晶闸管的阳极和阴极,并 初步判断管子的好坏。 三、晶闸管的测试及使用注意事项 (2)电珠测试法 用万用表测试法只能初步鉴别晶闸管的好坏,而管子能否工作,还需按图接线进行测试,图中VT 为被测试的晶闸管。 三、晶闸管的测试及使用注意事项 开关SA 未合上时,指示灯不应亮,否则表明管子阳极和阴极之间已短路。合上开关SA 指示灯亮,再断开开关SA,指示灯仍然亮,表明管子工作正常,可以使用。 否则可能是控制极已损坏或阳、阴极已击穿而断路。 三、晶闸管的测试及使用注意事项 三、晶闸管