6.3 晶闸管（课件）-《电工电子技术与技能》同步精品课堂（高教版）

《电工电子技术与技能》（高教版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第6章 常用半导体器件 6.3 晶闸管 知识目标 1. 理解晶闸管的结构，包括晶闸管由多个二极管和一个双极型触发极组成的原理。 2. 掌握晶闸管的特性，包括单向导电性、维持电流等重要特点，并能够解释其应用场景。 能力目标 1. 分析晶闸管的结构，能够准确描述晶闸管各部分的组成和功能，形成对晶闸管内部结构的逻辑思维。 2. 掌握晶闸管的特性，能够解释晶闸管具有的单向导电性、维持电流等特性，理解这些特性对电路的影响。 情感目标 1. 培养学生对电子元器件的好奇心和探索精神，促使他们对晶闸管的结构、特性以及识别、检测产生浓厚的兴趣。 2. 培养学生的耐心和细致性，通过对晶闸管结构、参数及性能的学习，促使他们具备分析、观察和辨别能力。 三维目标 导入情景 01 下图所示的是晶闸管的结构、符号 新知学习 02 二、 晶闸管的结构与特性 1.晶闸管的结构 晶闸管的外形有平板形、螺栓形和小型塑封式等几种，如图3.6.21所示。单向晶闸管有阳极(A)、阴极(K)和控制极(G）三个极。 新知学习 02 二、 晶闸管的结构与特性 图3.6.22所示是单向晶闸管的内部结构和图形符号，它由4层半导体(P、N、P、N)、3个PN结组成。由最外层的P层和N层分别引出阳极A和阴极K，由中间的P层引出控制极G。 新知学习 02 二、晶闸管的结构与特性 2.晶闸管的特性 由实验可知晶闸管具有如下工作特性: 反向阻断性 开关S闭合于b处，给晶闸管加反向电压，此时无论开关S,合上与否，指示灯都不亮，如图3.6.23(b)所示。说明晶闸管加反向电压不导通，具有反向阻断性。 新知学习 02 二、晶闸管的结构与特性 正向阻断性 开关S1闭合于a处，晶闸管加正向电压，此时若开关S2断开，指示灯不亮，如图3.6.23(c所示。说明晶闸管即使加正向电压，但不加控制电压也不导通，即具有正向阻断性 正向触发导通 开关S1闭合于a处，给晶闸管加正向电压，此时若开关S2闭合，指示灯亮，如图3.6.23(d)所示。说明晶闸管正向触发导通。 新知学习 02 二、晶闸管的结构与特性 持续导通 晶闸管一旦导通，除去触发电压( 断开开关S,，指示灯仍然亮，如图3.6.23(e)所示。说明晶闸管控制极的作用仅仅是触发晶闸管导通，一旦导通后，控制极便失去作用。 重新关断 要使已导通的晶闸管重新关断，必须把阳极电压减小到一定值或零。 新知学习 02 二、晶闸管的结构与特性 新知学习 02 二、晶闸管的结构与特性 3.晶闸管的主要参数 通态平均电流 在规定环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极间电流的平均值。 断态重复峰值电压 又称正向耐压值，是在控制极断开和正向阻断条件下，允许重复加于阳极的正向峰值电压。一般规定为正向转折电压减去100V。 新知学习 02 二、晶闸管的结构与特性 反向阻断峰值电压 在控制极断开的条件下，允许重复加在阳极的最大反向电压，也称反向耐压值。一般规定为反向击穿电压减去100 V。 控制极触发电压 在阳极加6V直流电压条件下，使晶闻管从阳断变为导通所需的最小控制极直流电压。 新知学习 02 二、晶闸管的结构与特性 控制极触发电流 在阳极加6V直流电压条件下，使晶闸管从阻断变为导通所需的最小控制极直流电流。 维持电流 在规定的环境温度和控制极断开的条件下，要保持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流。 新知学习 02 二、晶闸管的识别与检测 1.引脚的识别 (1)根据封装形式识别引脚极性 螺栓形普通晶闸管的引脚识别方法如图3.6.24所示;平板形普通晶闸管的引出线端为控制极G，平面端为阳极A，另一端为阴极K;金属壳封装的普通晶闸管，其外壳为阳极A;塑封的普通晶闸管的中间引脚为阳极A，且多与自带散热片相连。 新知学习 02 二、晶闸管的识别与检测 (2)用万用表判别引脚极性 根据单向晶闸管的结构原理，G、K之间相当于一个二极管，G为正极，K为负极，所以可用万用表电阻挡的Rx100挡测其任意两个引脚间的正、反向电阻，直到找出读数为数十欧的一对引脚，此时黑表笔所接引脚为控制极G，红表笔所接引脚为阴极K，另一空脚为阳极A，如图3.6.25所示。 新知学习 02 二、晶闸管的识别与检测 新知学习 02 二、晶闸管的识别与检测 2.性能的判别 将万用表的黑表笔接已判别出的阳极A，红表笔仍接阴极K，此时万用表指针应不动。用短线瞬间短接阳极A和控制极G，此时万用表电阻挡指针应向右偏转，阻值读数为10 2左右。若阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向晶闸管已击穿损坏。 新知学习 02 二、贴片元件与贴片技术 当今，电子信息技术飞速发展，电子产品日益追求小型化、轻量化及组装自动化，促使表面安装技术(SMT)发展迅速，进而推动了贴片元器件的快速发展。贴片元器件又称表面组装器件(SMC或SMD)，是一种无引脚或引脚很短的片式微小型电子元器件。目前,贴片元器件已在计算机、移动通信设备、医疗电子产品等高科技产品和数码相机等家用电器中广泛应用。 新知学习 02 二、贴片元件与贴片技术 手机主板电路及计算机主板电路中密密麻麻的片状元器件就是贴片元器件，如图3.6.26所示。 新知学习 02 二、贴片元件与贴片技术 常见的贴片元器件有贴片电阻器、贴片电容器、贴片电感器、贴片二极管、贴片三极管等，如图3.6.27所示。 小试牛刀 题目 1： 晶闸管的识别与检测中，以下哪个方法可以用来检测晶闸管的导通性？ A. 用万用表测量阻值 B. 用示波器测量电压波形 C. 用信号源提供触发信号 D. 观察晶闸管的外观特征 解析：A. 用万用表测量阻值可以用来检测晶闸管的导通性，判断晶闸管是否处于导通状态。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 贴片元件与贴片技术中，什么是贴片技术中的翻转焊接？ A. 将元件与PCB板翻转并焊接 B. 使用热风枪进行焊接 C. 使用液态焊料进行焊接 D. 先暴露焊盘再进行焊接 解析：A. 贴片技术中的翻转焊接是指将元件与PCB板翻转并焊接的技术方法。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 晶闸管的结构中，哪个区域负责控制晶闸管的导通状态？ A. 栅极 B. 发射极 C. 集电极 D. 阳极 解析：A. 栅极负责控制晶闸管的导通状态，通过栅极施加适当的信号可以触发晶闸管进入导通状态。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 在晶闸管的特性中，哪项描述是正确的？ A. 晶闸管具有双向导电性，可以在两个方向导通电流 B. 晶闸管一旦触发将一直导通，无法关断 C. 晶闸管的触发电流一般小于维持电流 D. 晶闸管不受温度影响，其性能稳定 解析：C. 晶闸管的触发电流一般小于维持电流，这是晶闸管的特性之一。 尝试解答下面习题 题目 5： 在晶闸管的主要参数中，哪个参数表示晶闸管的最小触发电流？ A. 维持电流 B. 触发电流 C. 最大正向电压 D. 最大反向电压 解析：B. 触发电流表示晶闸管的最小触发电流，即需要达到该电流值才能触发晶闸管进入导通状态。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 在晶闸管的识别与检测中，以下哪个方法可以用来检测晶闸管的关断性？ A. 用万用表测量阻值 B. 用示波器测量电压波形 C. 用信号源提供触发信号 D. 观察晶闸管的外观特征 解析：A. 用万用表测量阻值可以用来检测晶闸管的关断性，判断晶闸管是否处于关断状态。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 贴片元件与贴片技术中，什么是贴片元件的"裸露"焊接方式？ A. 将元件焊接在PCB板的表面 B. 将元件安装在裸露的PCB板上焊接 C. 将元件焊接在PCB板的背面 D. 将元件焊接在干净的PCB板上 解析：B. 贴片元件的"裸露"焊接方式是指将元件安装在裸露的PCB板上进行焊接的方式，通常不使用额外的封装处理。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 一款贴片电容的尺寸标识为0805，代表其尺寸为0.08英寸 x 0.05英寸。若电路设计需要使用一只容值为100nF的电容，请计算该电容尺寸的理论值对应的实际尺寸范围。 解析：根据0805封装的电容尺寸标识，0.08英寸 x 0.05英寸，即实际尺寸在此范围内。 计算其中一个封装面积为0.08英寸 x 0.05英寸 = 0.004平方英寸。 根据常见的电容密度，可计算出100nF电容的尺寸范围，即封装面积在0.004平方英寸左右。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 一款晶闸管的触发电流为100mA，保持电流为20mA，阈值电压为1V。若在电路中使用该晶闸管，控制极与阴极间的电压为2V，请计算此时晶闸管是否处于导通状态。 解析： 给定晶闸管的触发电流为100mA，保持电流为20mA，阈值电压为1V。 控制极和阴极间的电压为2V，超过了阈值电压1V，满足导通条件。 因此，在此条件下，晶闸管处于导通状态。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 本节课我们深入学习了晶闸管的结构与特性、晶闸管的识别与检测以及贴片元件与贴片技术。 在第一部分中，我们了解了晶闸管由多个二极管和一个双极型触发极组成，具有单向导电性，掌握了晶闸管的主要参数如维持电流等。 在第二部分的识别与检测中，我们学习了通过观察引脚结构来确定晶闸管的型号，以及用万用表测量阻值来检测晶闸管的导通性和关断性等方法。 最后，我们深入了解了贴片元件与贴片技术，了解了常用的焊接方式和相关操作技巧。 通过本节课的学习，我们更加熟悉了晶闸管的相关知识，为今后的学习和实践打下了扎实的基础。在以后的学习中，希望大家能够继续加深对这些知识点的理解，并能够灵活应用于实际工作中。 作业布置 04 1.画出晶闸管的结构示意图，并标注各部分的名称和作用。 2.列举晶闸管的特性，并解释其重要性和应用场景。 3. 介绍贴片元件与贴片技术中常用的焊接方式，分析各种焊接方法的优缺点并举例说明。 感谢观看 $$