第17卷 晶闸管——结构、原理与可控整流触发电路 广西壮族自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 晶闸管——结构、原理与可控整流触发电路 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 晶闸管的结构中，哪个区域是晶闸管的电流放大部分（ ） A. 栅极 B. 集电极 C. 发射极 D. 阳极 【答案】B 【解析】晶闸管的结构中，集电极是晶闸管的电流放大部分，晶闸管通过集电极将栅极的电流控制信号放大。 2. 在晶闸管的结构中，N区和P区之间形成的结为什么被称为PN结？（ ） A. P区的材料比N区的材料纯净 B. N区的材料比P区的材料纯净 C. P区的材料为N型半导体材料，N区的材料为P型半导体材料 D. N区的材料为P型半导体材料，P区的材料为N型半导体材料 【答案】C 【解析】PN结由P区的材料和N区的材料构成，其中P区的材料为N型半导体材料，N区的材料为P型半导体材料。 3. 在如图所示电路中，下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合,灯HL不亮 B. 开关S闭合,灯HL亮;开关S断开,灯HL灭 C. 不论开关S闭合或断开，灯HL始终亮 D. 不论开关S闭合或断开，灯HL始终不亮 【答案】B 4. 晶闸管的导通是由哪个引脚控制的（ ） A. 基极 B. 阴极 C. 阳极 D. 门极 【答案】D 【解析】晶闸管有阳极、阴极和门极三个引脚。在阳极相对于阴极为正向电压的条件下，向门极施加适当的触发脉冲，可使晶闸管由正向阻断状态转为导通状态。因此，控制晶闸管触发导通的引脚是门极。 5. 晶闸管的识别与检测中，以下哪个不是晶闸管的引脚（ ） A. 阳极 B. 栅极 C. 集电极 D. 阴极 【答案】C 【解析】晶闸管的引脚包括阳极、栅极和阴极，集电极不是晶闸管的引脚。 6. 晶闸管的结构中，哪个区域是晶闸管的控制部分（ ） A. 栅极 B. 发射极 C. 集电极 D. 阳极 【答案】A 【解析】晶闸管的结构中，栅极是晶闸管的控制部分，通过栅极施加适当的触发信号可以控制晶闸管的导通与关断。 7. 如图所示 ， 若将输入电压极性对调 ， 则( ) A. 输出电压为-6V ， V1工作在反向击穿状态 ， V2 工作在反向截止状态 B. 输出电压为-0 . 7V ， V1、V2-均工作在正向导通状态 C. V1、V2均工作在截止状态 ， 输出电压为0 D. V1、V2均截止，输出电压为12V 【答案】B 8. 用万用表判别普通晶闸管管脚极性时应选用（ ） A. Rx1 B. Rx10 C. Rx100 D. Rxl0K 【答案】B 【解析】本题主要考查怎样用万用表判别普通晶闸管管脚极性。 9. 晶闸管承受反向电压时的状态是（ ） A. 正向导通 B. 反向阻断 C. 反向导通 D. 正向阻断 【答案】B 【解析】晶闸管承受反向电压时，阳极电位低于阴极，内部相应的PN结处于反向偏置状态，晶闸管呈现反向阻断状态，仅有很小的反向漏电流。因此，正确答案是反向阻断。 10. 用万用表测量一只小功率晶闸管，当开关S闭合时指针如图所示，若晶闸管品质很好，则开关S断开后指针将（ ） A. 返回到无穷大 B. 原位置摆动 C. 偏转到零欧姆 D. 原位置不动 【答案】D 11. 在晶闸管的主要参数中，哪个参数表示晶闸管的最大额定电流（ ） A. 维持电流 B. 触发电流 C. 最大正向电压 D. 最大正向电流 【答案】D 【解析】最大正向电流表示晶闸管可以正常承受的最大额定电流值。 12. 晶闸管与普通二极管相比，最大的区别是？（ ） A. 晶闸管只能单向导通 B. 晶闸管只能双向导通 C. 晶闸管只能进行放大 D. 晶闸管只能用于低功率应用 【答案】A 【解析】正确答案是a）晶闸管只能单向导通，而普通二极管可以双向导通 13. 晶闸管可控整流电路中，触发脉冲的宽度决定了晶闸管的（ ） A. 导通时间 B. 阻断时间 C. 关断时间 D. 触发时间 【答案】A 【解析】在晶闸管可控整流电路中，触发脉冲的宽度决定了晶闸管的导通时间。 14. 如图所示，要使电路正常工作，VT的型号应选为（ ） A. KP100-2 B. KP200-3 C. KP300-4 D. KP200-5 【答案】D 15. 晶闸管可控整流电路通过改变什么参数来控制输出直流电压的大小？（ ） A. 负载电阻 B. 输入交流电压 C. 触发角度 D. 输出电流 【答案】C 【解析】通过改变晶闸管的触发角度可以控制导通时间，进而控制输出直流电压的大小。 16. 晶闸管可控整流电路的输出电压调节范围受到的主要限制是：（ ） A. 输入电压范围 B. 输出负载 C. 晶闸管的触发角度 D. 输入电流 【答案】C 【解析】晶闸管可控整流电路的输出电压调节范围受到晶闸管的触发角度限制。 17. 测得晶体管电路三个电位如图所示，其中二极管、晶体管均为硅管，那么晶体管的工作状态为（ ） A. 饱和状态 B. 放大状态 C. 倒置状态 D. 截止状态 【答案】D 18. 普通晶闸管内部由交替排列的四层半导体构成，这种结构形成的PN结数量是（ ） A. A. 一个PN结 B. B. 两个PN结 C. C. 三个PN结 D. D. 四个PN结 【答案】C 【解析】普通晶闸管具有四层交替排列的P型和N型半导体区域，相邻区域之间形成三个PN结，分别为J1、J2和J3。 19. 三相半波可控整流电路的主要目的是什么？（ ） A. 滤除噪声 B. 将直流电转换成交流电 C. 放大信号 D. 将交流电转换成直流电 【答案】D 【解析】三相半波可控整流电路主要目的之一是将三相交流电源转换为可控的直流电源。另一个重要目的是能够控制输出直流电压的大小。在一定程度上，三相半波可控整流电路相对单相整流电路可以提高功率因数。所以BCD不对，选A。 20. 三相半波可控整流电路的触发角是什么？（ ） A. 负载电流达到峰值的时刻 B. SCR截止的时刻 C. 负载电压达到峰值的时刻 D. SCR导通的时刻 【答案】D 【解析】SCR 的导通时刻是由触发脉冲决定的，但触发脉冲是在触发角 α 所规定的电角度之后才出现。当触发脉冲到来时，只要晶闸管满足正向阳极电压和正向门极电压这两个条件，就会导通。选A。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在单相半波可控整流电路中，晶闸管的触发角越大，负载获得的平均直流电压通常越高。（ ） 【答案】错误 【解析】在电源电压和负载条件不变时，触发角增大，晶闸管每个半周的导通起始时刻推迟，导通区间缩短，负载获得的平均直流电压通常降低。因此，触发角越大并不意味着平均直流电压越高。 22. 晶闸管的控制端通常是阴极（ ） 【答案】错误 【解析】晶闸管的控制端通常是门极，用于控制电流的通断 23. 晶闸管是一种可以通过控制信号来控制其导通状态的半导体器件。（ ） 【答案】正确 【解析】晶闸管在阳极相对于阴极为正向电压时，通过向门极施加控制信号，可以使其由正向阻断状态转为导通状态。因此，晶闸管是一种可以通过控制信号控制其导通的半导体器件，题干说法正确。 24. 使用数字多用表可以测量晶闸管的电流，用于性能检测（ ） 【答案】正确 【解析】这是正确的描述使用数字多用表可以测量晶闸管的电流，用于性能检测 25. 晶闸管的开关速度通常与门电流成正比（ ） 【答案】错误 【解析】晶闸管的开关速度通常与门电流成反比关系 26. 晶闸管可控整流电路中，晶闸管的导通是由外部控制信号决定的。 （ ） 【答案】正确 【解析】晶闸管可控整流电路的工作原理是通过外部控制信号来控制晶闸管的导通时刻，进而控制输出电压的大小。 27. 晶闸管可控整流电路中，当触发角大于90度时，晶闸管将不会导通。（ ） 【答案】正确 【解析】在晶闸管可控整流电路中，触发角大于90度时，晶闸管不会导通，因为此时触发角已经超过半个周期。 28. 晶闸管可控整流电路的输出电压可以连续调节。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。晶闸管可控整流电路的输出电压是间歇性的，而非连续调节的。 29. 可控整流电路的作用是把交流电变换成电压大小可调的直流电（ ） 【答案】正确 【解析】可控整流电路的作用是把交流电变换成电压大小可调的直流电 30. 晶闸管触发导通后，若要使其恢复阻断状态，通常需要使阳极电流降到维持电流以下，并施加反向电压或经过自然换流。（ ） 【答案】正确 【解析】晶闸管导通后，门极信号通常不能直接关断器件。只有当阳极电流降低到维持电流以下，并满足相应的反向恢复条件时，晶闸管才能恢复阻断状态；交流可控整流电路中常利用电流自然过零实现自然换流。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述晶闸管的结构。 【答案】见解析 【解析】主要考查晶闸管的结构。晶闸管的外形有平板形、螺栓形和小型塑封式等几种。单向晶闸管有阳极 （A）、阴极 （K）和控制极 （G）三个极。 32. 如图所示，当开关S断开时毫安表读数为零；开关S闭合时，毫安表示数为8mA,断开开关S后，毫安表示数仍为8mA,请说明原因。 【答案】晶闸管阳极、门极均加正极性电压时导通，导通后门极失去控制作用。 【解析】本题主要考察晶闸管的结构和工作原理相关知识，图示晶闸管的阳极和门极均加正向电压，导通后门极失去控制作用，毫安表示数仍为8mA。 33. 晶闸管的触发方式有哪些？请分别介绍。 【答案】晶闸管常见的触发方式有以下几种： 1. 正向电压触发：在门极无触发信号时，使阳极相对于阴极的正向电压逐渐升高。当电压超过正向转折电压时，晶闸管内部发生雪崩倍增和正反馈，晶闸管由正向阻断状态转为导通状态。实际应用中通常不采用这种方式，因为需要较高的正向电压，且可能影响器件安全。 2. 门极触发：在阳极相对于阴极为正向电压的条件下，在门极与阴极之间施加适当的正向触发电压或触发电流。门极注入载流子，促使晶闸管内部产生再生正反馈，使其迅速导通。门极触发是最常用、最可靠的触发方式。晶闸管导通后，即使撤去门极触发信号，只要阳极电流大于维持电流，仍能保持导通；关断晶闸管不能仅靠撤去门极信号实现。 3. 过电压或dv/dt触发：晶闸管内部的结具有结电容。当阳极与阴极之间的电压变化率dv/dt过大时，结电容产生较大的位移电流，可能使晶闸管误触发导通。实际电路中通常采取限制dv/dt的措施，避免这种非正常触发。 4. 温度触发：温度升高会使漏电流增大，并降低晶闸管的正向转折电压。当温度达到一定程度时，晶闸管可能因内部载流子增加和正反馈而导通。这种方式通常属于非正常触发，应在设计和使用中加以防止。 5. 光触发：用一定强度和波长的光照射晶闸管内部的光敏区域，使光生载流子增加并触发导通。采用这种方式的晶闸管称为光控晶闸管，通常记作LASCR。光触发具有电气隔离性能好、抗电磁干扰能力强等特点。 【解析】晶闸管的触发是指使其从正向阻断状态转变为导通状态。常见触发方式包括正向电压触发、门极触发、过电压或dv/dt触发、温度触发和光触发。正向电压触发是使阳极与阴极间电压超过正向转折电压，利用内部雪崩倍增和正反馈实现导通；门极触发是在阳极为正的条件下向门极注入触发电流，是工程中最常用的触发方式，导通后只要阳极电流不低于维持电流，撤去门极信号也不会关断；dv/dt过大时，结电容产生的位移电流可能引起误触发；温度升高会使漏电流增加并降低正向转折电压，可能导致非正常导通；光触发则利用光生载流子使器件导通，采用该方式的器件称为光控晶闸管。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某设备维修人员对一套单相桥式全控整流装置进行调试。整流变压器二次侧电压有效值为 220 V，负载等效电阻为 20 Ω，并串联有足够大的电感，使负载电流连续。忽略晶闸管管压降和换相重叠，采用单结晶体管触发电路产生同步触发脉冲，当前触发角为 。（1）计算此时负载的平均直流电压、平均直流电流和负载平均功率。（2）若将触发角调为 ，计算负载平均直流电压，并比较调节前后整流输出电压的变化。（3）调试中发现一只晶闸管始终不能导通。说明晶闸管触发电路应满足的两项基本要求，并列举检查该故障时应重点检查的两个方面。 【答案】（1）单相桥式全控整流电路连续电流时，平均直流电压为。平均直流电流为。负载平均功率为。（2）触发角为 时，。与 相比，触发角减小，整流输出平均电压增大。（3）触发脉冲应与交流电源同步，并能在规定范围内调节触发角；脉冲幅值、宽度和功率应足以可靠触发晶闸管。检查重点包括故障晶闸管的门极与阴极回路，以及对应触发脉冲的幅值、宽度和相位。 【解析】（1）连续电流时采用，再由欧姆定律和功率公式求得电流及功率。（2）触发角越小，余弦值越大，输出平均电压越高。（3）晶闸管不导通通常与门极回路断路、触发脉冲异常或器件损坏有关。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 晶闸管——结构、原理与可控整流触发电路 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 晶闸管的结构中，哪个区域是晶闸管的电流放大部分（ ） A. 栅极 B. 集电极 C. 发射极 D. 阳极 2. 在晶闸管的结构中，N区和P区之间形成的结为什么被称为PN结？（ ） A. P区的材料比N区的材料纯净 B. N区的材料比P区的材料纯净 C. P区的材料为N型半导体材料，N区的材料为P型半导体材料 D. N区的材料为P型半导体材料，P区的材料为N型半导体材料 3. 在如图所示电路中，下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合,灯HL不亮 B. 开关S闭合,灯HL亮;开关S断开,灯HL灭 C. 不论开关S闭合或断开，灯HL始终亮 D. 不论开关S闭合或断开，灯HL始终不亮 4. 晶闸管的导通是由哪个引脚控制的（ ） A. 基极 B. 阴极 C. 阳极 D. 门极 5. 晶闸管的识别与检测中，以下哪个不是晶闸管的引脚（ ） A. 阳极 B. 栅极 C. 集电极 D. 阴极 6. 晶闸管的结构中，哪个区域是晶闸管的控制部分（ ） A. 栅极 B. 发射极 C. 集电极 D. 阳极 7. 如图所示 ， 若将输入电压极性对调 ， 则( ) A. 输出电压为-6V ， V1工作在反向击穿状态 ， V2 工作在反向截止状态 B. 输出电压为-0 . 7V ， V1、V2-均工作在正向导通状态 C. V1、V2均工作在截止状态 ， 输出电压为0 D. V1、V2均截止，输出电压为12V 8. 用万用表判别普通晶闸管管脚极性时应选用（ ） A. Rx1 B. Rx10 C. Rx100 D. Rxl0K 9. 晶闸管承受反向电压时的状态是（ ） A. 正向导通 B. 反向阻断 C. 反向导通 D. 正向阻断 10. 用万用表测量一只小功率晶闸管，当开关S闭合时指针如图所示，若晶闸管品质很好，则开关S断开后指针将（ ） A. 返回到无穷大 B. 原位置摆动 C. 偏转到零欧姆 D. 原位置不动 11. 在晶闸管的主要参数中，哪个参数表示晶闸管的最大额定电流（ ） A. 维持电流 B. 触发电流 C. 最大正向电压 D. 最大正向电流 12. 晶闸管与普通二极管相比，最大的区别是？（ ） A. 晶闸管只能单向导通 B. 晶闸管只能双向导通 C. 晶闸管只能进行放大 D. 晶闸管只能用于低功率应用 13. 晶闸管可控整流电路中，触发脉冲的宽度决定了晶闸管的（ ） A. 导通时间 B. 阻断时间 C. 关断时间 D. 触发时间 14. 如图所示，要使电路正常工作，VT的型号应选为（ ） A. KP100-2 B. KP200-3 C. KP300-4 D. KP200-5 15. 晶闸管可控整流电路通过改变什么参数来控制输出直流电压的大小？（ ） A. 负载电阻 B. 输入交流电压 C. 触发角度 D. 输出电流 16. 晶闸管可控整流电路的输出电压调节范围受到的主要限制是：（ ） A. 输入电压范围 B. 输出负载 C. 晶闸管的触发角度 D. 输入电流 17. 测得晶体管电路三个电位如图所示，其中二极管、晶体管均为硅管，那么晶体管的工作状态为（ ） A. 饱和状态 B. 放大状态 C. 倒置状态 D. 截止状态 18. 普通晶闸管内部由交替排列的四层半导体构成，这种结构形成的PN结数量是（ ） A. A. 一个PN结 B. B. 两个PN结 C. C. 三个PN结 D. D. 四个PN结 19. 三相半波可控整流电路的主要目的是什么？（ ） A. 滤除噪声 B. 将直流电转换成交流电 C. 放大信号 D. 将交流电转换成直流电 20. 三相半波可控整流电路的触发角是什么？（ ） A. 负载电流达到峰值的时刻 B. SCR截止的时刻 C. 负载电压达到峰值的时刻 D. SCR导通的时刻 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在单相半波可控整流电路中，晶闸管的触发角越大，负载获得的平均直流电压通常越高。（ ） 22. 晶闸管的控制端通常是阴极（ ） 23. 晶闸管是一种可以通过控制信号来控制其导通状态的半导体器件。（ ） 24. 使用数字多用表可以测量晶闸管的电流，用于性能检测（ ） 25. 晶闸管的开关速度通常与门电流成正比（ ） 26. 晶闸管可控整流电路中，晶闸管的导通是由外部控制信号决定的。 （ ） 27. 晶闸管可控整流电路中，当触发角大于90度时，晶闸管将不会导通。（ ） 28. 晶闸管可控整流电路的输出电压可以连续调节。（ ） 29. 可控整流电路的作用是把交流电变换成电压大小可调的直流电（ ） 30. 晶闸管触发导通后，若要使其恢复阻断状态，通常需要使阳极电流降到维持电流以下，并施加反向电压或经过自然换流。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述晶闸管的结构。 32. 如图所示，当开关S断开时毫安表读数为零；开关S闭合时，毫安表示数为8mA,断开开关S后，毫安表示数仍为8mA,请说明原因。 33. 晶闸管的触发方式有哪些？请分别介绍。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某设备维修人员对一套单相桥式全控整流装置进行调试。整流变压器二次侧电压有效值为 220 V，负载等效电阻为 20 Ω，并串联有足够大的电感，使负载电流连续。忽略晶闸管管压降和换相重叠，采用单结晶体管触发电路产生同步触发脉冲，当前触发角为 。（1）计算此时负载的平均直流电压、平均直流电流和负载平均功率。（2）若将触发角调为 ，计算负载平均直流电压，并比较调节前后整流输出电压的变化。（3）调试中发现一只晶闸管始终不能导通。说明晶闸管触发电路应满足的两项基本要求，并列举检查该故障时应重点检查的两个方面。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $