6.1 一般晶闸管及其应用（课件）- 高一《电子技术基础与技能》同步教学（高教版·第3版）

6.1一般晶闸管及其应用 6.1.1晶闸管的基本结构与工作特性 1.晶闸管的基本结构及电路符号 A P1 J1 NI J2 P2 J3 N2 K 由PNPN四层半导体构成，中间形成三个PN结：1、J2、3,由 最外层的P1、N2分别引出两个电极，称为阳极A和阴极K,由中间 的P2引出电极，称为控制极G。 2.晶闸管的工作特性 V> (6) 2 V (el h (1)晶闸管具有单向导电性和正向导通可控性。 (2)晶闸管由关断状态转变为导通状态应同时具备两个条件： 一是晶闸管的阳极A电位要高于阴极K电位：二是控制极G和阴极 K间施加正向电压。 晶闸管的关断方法是A极—K极之间电压为零或负电压。当晶 闸管的阳极电流小于其维持电流时，也会由导通变为阻断。 6.1.2晶闸管的主要参数 L.反向峰值电压VRRM 2.额定正向平均电流 3.正向平均管压降V师 4.维持电流1 5.最小触发电压Vc ☑ 6.1.3晶闸管应用电路 1.可控整流电路 (1)电路组成 用晶闸管替代单相半波整流 电路中的二极管就构成了单相半 波可控整流电路，如图所示。 (2)工作原理 在0≤ωKπ期间，2为正半周，单向晶闸管承受正向电压，此时： ①在0≤wKa期间，触发电压G=0,单向晶闸管处于正向阻断 状态，输出电压V。=0。 ②当ω1仁a（控制角)时，控制极G加有触发电压vG,单向晶闸管导 通。由于单向晶闸管正向电压很小，电源电压几乎全部加到负载上，输 出电压V。=V2。 ③在α<ω1KT期间，尽管触发电压G已消失，但单向晶闸管仍保 持导通状态，y。=2 ④当w1=π时，2=0，晶闸管自行关断。 在T<ω1≤π期间，？为负半周，单向晶闸管承受反向电压，呈反 向阻断状态，输出电压V。=0。 (a) (b) (c) 比较图(b)和图(c)可知，控制控制角a的大小，便可以控制整 流输出电压平均值的大小。 2.交流调压电路 (1)电路结构 将两只单向晶闸管反向并联之后串联在交流电路中。 2 (2)工作原理 ①在y为正半周时，晶闸管V1因承受反向电压而截止，而晶闸管V2承 受正向电压，在1=t,时刻，触发电压vG加到V2控制极G时，V2触发导通， 输出端获得正半周电压。当输入电压y过零时，V2管自动关断。 ②在y为负半周时，V2截止，在t=t2时刻，vG加到V1控制极G,V1触 发导通，输出端获得负半周电压。当输入电压y过零时，V管自动关断。 3.无触点开关电路 无触点开关电路常用于开关频率很高的电路之中。 (1)交流无触点开关电路 ①电路组成 将交流调压电路中两单向晶闸管的控制极G通过开关S连接 起来，可构成交流无触点开关电路，其电路如图所示。 ②电路工作原理 单向晶闸管K-G极间存在300Ω~500Ω之间的电阻，如果电路中的开 关S闭合，即有： 当为正半周，即a端为正，b端为负时，晶闸 管V的K-G极间电阻向晶闸管V2提供触发电压和电 流，使其导通，交流电自a端经V2、R流向b端； 当过零时，V2由导通状态变为截止状态； 当为负半周，即b端为正，a端为负时， 晶闸管V2的K-G极间电阻向晶闸管V1提供触发 电压和电流，使其导通，交流电自b端经V1、 R流向a端； 当再次过零时，V1则由导通状态变为 截止状态。 当开关S关断时，晶闸管由于得不到触发电 压和电流，交流电路被切断。 (2)直流无触，点开关电路 ①电路组成 R ②工作原理 当vG加至V1控制极G时，V1导通，有电流流过负载R,同时， 充电电流经R及V1对电容C充电；当G加至V2控制极G时，V2 导通，电容C两端的电压Vc经V2加在V1的A、K极两端，V1因承 受反向电压而被关断，此时，无电流流过R，达到了控制电流在 负载R中的流通与关断目的。 ☑ 6.1.4晶闸管触发电路 提供触发电压的电路称为触发电路。常用的有阻容移相式触发电路、 单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、集成电路触发电路等。 1.晶闸管对触发电路的基本要求 (1)触发电路输出的触发信号应有足够大的触发电压、触发功率。 (2)触发脉冲不仅前沿要陡而且还应有一定的宽度。 (3)不触发时，触发电路的输出电压应该小于0.15V~0.20V。 (4)触发脉冲应与主回路阳极电压同步，且有足够的移相范围。