第14卷 晶闸管及其应用——结构、原理、可控整流与特殊晶闸管 湖南省（对口招生）《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 晶闸管及其应用——结构、原理、可控整流与特殊晶闸管 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. 使用万用表检测单向晶闸管时，应将其置于哪个档位（ ） A. 直流电压档 B. 交流电压档 C. 电阻档 D. 电流档 【答案】C 【解析】检测单向晶闸管时，通常使用万用表的电阻档来测量其正向和反向电阻，从而判断其好坏和触发特性。 2. 单相可控整流电路中，改变晶闸管的导通角，可以实现对什么的控制（ ） A. 输入电流 B. 输出电流 C. 输入电压 D. 输出电压 【答案】D 【解析】在单相可控整流电路中，改变晶闸管的导通角，可以控制输出电压的大小。 3. 单相可控整流电路主要用于哪种场合（ ） A. 交流电转直流电 B. 直流电转交流电 C. 恒定电压输出 D. 恒定电流输出 【答案】A 【解析】单相可控整流电路主要用于将交流电转换为直流电，并且可以通过控制元件调节输出的直流电的大小。 4. 在使用万用表检测单向晶闸管时，下列哪项操作是不正确的（ ） A. 将红黑表笔分别接触晶闸管的正负极进行测量 B. 使用手直接接触晶闸管的引脚进行测量 C. 在测量前将万用表调整到适当的档位 D. 在测量过程中注意观察表头的读数变化 【答案】B 【解析】使用手直接接触晶闸管的引脚进行测量可能会引入额外的电阻和干扰，影响测量结果的准确性。 5. 晶闸管的应用领域不包括（ ） A. 可控整流 B. 逆变 C. 变频 D. 信号放大 【答案】D 【解析】晶闸管可用于可控整流、逆变、变频等领域，不能用于信号放大。所以选择 D 选项。 6. 单向晶闸管是一种可控的单向导电开关，常用于______的各类电路中。（ ） A. 强电控制弱电 B. 对弱信号放大 C. 弱电控制强电 D. 对小能量进行放大 【答案】C 【解析】单向晶闸管具有较大的功率控制能力，能够用弱电控制强电，常用于各种强电控制电路中，因此选C。 7. 如图所示的元器件为（ ） A. 普通晶闸管 B. 双向晶闸管 C. 逆导晶闸管 D. 可关断晶闸管 【答案】D 8. 逆导晶闸管的结构特点是（ ） A. 晶闸管与反并联二极管集成 B. 两只普通晶闸管反向串联集成 C. 晶闸管与正向串联二极管集成 D. 两只普通二极管反向并联集成 【答案】A 【解析】逆导晶闸管是在普通晶闸管中反向并联一个二极管，使器件具备正向可控导通和反向续流能力。 9. 要使单向晶闸管导通，必须满足（ ） A. 加正向电压 B. 加触发电压 C. 加正向电压的同时加触发电压 D. 加正偏电压 【答案】C 【解析】单向晶闸管导通必须同时满足两个条件：阳极与阴极之间加正向电压，且控制极与阴极之间加适当的正向触发电压。因此选C。 10. 单向晶闸管导通的条件是（ ） A. 阳极与阴极间接正向电压，控制极接电压 B. 阳极与阴极间接有电压，控制极接正向电压 C. 阳极与阴极间接反向电压，控制极接正向电压 D. 阳极与阴极间接正向电压，控制极接正向电压 【答案】D 【解析】单向晶闸管导通时，阳极相对于阴极必须为正向电压，同时控制极相对于阴极加正向触发电压。因此选D。 11. 要降低可控整流电路输出平均电压，应该（ ） A. 增大控制角α B. 同时增大控制角α和导通角θ C. 增大导通角θ D. 同时减小控制角α和导通角θ 【答案】A 【解析】在可控整流电路中，控制角α增大，晶闸管的触发时刻后移，导通时间缩短，负载输出电压的平均值降低。因此应增大控制角α，选A。 12. 桥式可控硅整流电路的输入交流电压有效值为220V，通过改变控制角α的大小，可使输出电压的平均值在_____范围内变化（ ） A. 0-110V B. 0-198V C. 0-99V D. 0-220V 【答案】B 【解析】单相桥式全控整流电路电阻性负载的最大平均输出电压为0.9U2。输入电压有效值为220V时，最大平均输出电压为0.9×220V=198V；控制角α从较小值增大时，输出平均电压可降至接近0。因此输出电压平均值的变化范围为0～198V，选C。 13. 以下整流电路中，输出直流电压可以调整的是（ ） A. 桥式整流 B. 半波整流 C. 晶闸管整流 D. 全波整流 【答案】C 【解析】普通桥式整流、半波整流和全波整流的输出电压主要由输入电压和电路结构决定，不能通过触发控制连续调节。晶闸管整流利用控制极改变触发角，可以调节输出直流电压，因此选C。 14. 如图所示电路，S闭合后，电压表的读数将变为原来的______倍。（ ） A. 4 B. 2 C. 6 D. 8 【答案】B 15. 晶闸管整流电路，要使电阻性负载上得到的平均电压提高，则（ ） A. 增大α，减少β B. 增大α，增大β C. 减小α，减少β D. 减小α，增大β 【答案】D 【解析】在晶闸管整流电路中，减小控制角α可使晶闸管提前导通；增大导通角β可延长导通时间，二者均有利于提高负载上的平均输出电压。因此选D。 16. 可控整流电路是有______两部分所组成。（ ） A. 整流主电路与触发电路 B. 交流电源与整流电路 C. 整流主电路与震荡电路 D. 整流主电路与放大电路 【答案】A 【解析】可控整流电路是由整流主电路与触发电路两部分所组成。 整流主电路的主要作用是将交流输入电压转换为直流输出电压。在可控整流电路中，通常采用晶闸管等可控电力电子器件。 触发电路用于产生触发信号，以控制整流主电路中可控器件（如晶闸管）的导通时刻。触发信号的准确性和稳定性对于可控整流电路的性能至关重要。 17. 使单向晶闸管由导通转为阻断的不正确方法是（ ） A. 切断控制极电源 B. 切断阳极电源 C. 使阳极电源极性相反 D. 使阳极电流小于晶闸管的维持电流 【答案】A 【解析】晶闸管一旦导通，控制极就失去了控制作用。也就是说，晶闸管导通后，即使切断控制极电源，晶闸管仍然会保持导通状态。 切断阳极电源：当阳极电源切断后，晶闸管的阳极电流为零，晶闸管会从导通状态转为阻断状态。因为晶闸管的导通是需要阳极 - 阴极之间有足够的正向电流来维持的。 使阳极电源极性相反：当阳极电源极性相反时，晶闸管阳极 - 阴极之间承受反向电压，此时晶闸管会从导通状态转为阻断状态。因为晶闸管在反向电压下是不能导通的，会恢复阻断。 使阳极电流小于晶闸管的维持电流：当阳极电流小于维持电流时，晶闸管内部的载流子复合过程占优势，晶闸管就会从导通状态转为阻断状态。维持电流是晶闸管维持导通状态所需要的最小电流。 所以使单向晶闸管由导通转为阻断的不正确方法是切断控制极电源，答案是切断控制极电源。 18. 在一个晶闸管触发电路中，如果负载电阻为10Ω，供电电压为100V，则电路的最大电流为（ ） A. 5A B. 10A C. 15A D. 20A 【答案】B 【解析】按欧姆定律，电路最大电流为I=U/R=100V/10Ω=10A，因此选B。 19. 在一个单结晶体管中，当输入电压为10V，负载电阻为5 kΩ，输出电流为（ ） A. 1 mA B. 2 mA C. 3 mA D. 4 mA 【答案】B 【解析】按欧姆定律，输出电流为I=U/R=10V/(5kΩ)=10V/5000Ω=0.002A=2mA，因此选B。 20. 关于双向晶闸管，下列说法不正确的是（ ） A. 双向晶闸管主电极加正、负电压，控制极加正向触发电压，晶闸管就导通 B. 双向晶闸管主电极加正、负电压，控制极不加触发电压，晶闸管也导通 C. 双向晶闸管主电极加正、负电压，控制极加反向触发电压，晶闸管就导通 D. 双向晶闸管主电极加正电压，控制极加负向触发电压，晶闸管也导通 【答案】B 【解析】双向晶闸管在主电极间加正向或反向电压时，通常需要在控制极施加适当的触发信号才能导通；仅在主电极间加电压而不加触发信号时，一般不会导通。因此说主电极加正、负电压而控制极不加触发电压也会导通是不正确的，选C。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 用万用表R×1kΩ挡测试单向晶闸管任意两极间的电阻都是无穷大。（ ） 【答案】错误 【解析】单向晶闸管的阳极—阴极之间在阻断状态下通常呈高阻，但控制极—阴极之间存在PN结，在正向测试时可能呈现较小电阻。因此任意两极间的电阻并不都是无穷大，题述错误。 22. 某可控硅标称3CT-5/500，表示其最大允许通过电流为5A。（ ） 【答案】错误 【解析】型号3CT-5/500中，5通常表示通态平均电流等级为5A，500表示反向重复峰值电压等级为500V。5A是额定电流等级，并不等同于最大允许通过电流，因此题述错误。 23. 两只单向晶闸管反向并联可以等效为一只双向晶闸管。（ ） 【答案】正确 【解析】两只单向晶闸管反向并联时，分别负责两个相反方向的电流，并配合相应的触发信号实现双向导电，在功能上可等效为一只双向晶闸管，因此题述正确。 24. 单向晶闸管导通时，必须加上一定的正向触发电压才能维持导通。（ ） 【答案】正确 【解析】单向晶闸管在阳极正向时，需施加一定的正向门极触发电压，才能可靠导通并维持导通，故正确。 25. 可控硅由阻断转为导通，除了可控硅的阳极和阴极之间加正向电压外，控制极和阴极只要同时加上电压即可。（ ） 【答案】错误 【解析】晶闸管由阻断转为导通，除阳极与阴极之间需加正向电压外，还必须使控制极与阴极之间有达到触发条件的正向触发电流或电压。仅仅同时加上电压而未达到触发条件，不能保证导通，因此题述错误。 26. 晶闸管导通后，若阳极电流小于维持电流，则晶闸管必然自行关断。（ ） 【答案】正确 【解析】晶闸管导通后具有自保持特性。当阳极电流降到维持电流以下时，内部正反馈条件不能维持，晶闸管将自行关断。因此题述正确。 27. 单向晶闸管导通的条件是可控硅阳极与阴极间加正向电压，控制极与阴极间加正向电压。（ ） 【答案】正确 【解析】在基本工作条件下，单向晶闸管导通需要阳极与阴极之间加正向电压，同时控制极与阴极之间加正向触发电压并形成触发电流。因此题述正确。 28. 同时增大控制角和导通角可增大可控整流负载的平均值。（ ） 【答案】错误 【解析】控制角增大，晶闸管触发时间推迟，负载平均输出电压通常减小；导通角增大则有利于提高输出平均值。两者同时增大时，控制角增大带来的降低作用不能推出负载平均值一定增大，因此题述错误。 29. 晶闸管的整流原理是通过控制晶闸管在每半个周期的导通角，从而控制输出电压。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。晶闸管整流通过控制触发角改变导通时刻，而非直接控制每半周期的导通角，从而调节输出电压。 30. 晶闸管的触发信号必然是正弦波信号。（ ） 【答案】错误 【解析】晶闸管的触发信号可以是脉冲信号、直流信号或其他满足触发条件的信号，并不必然是正弦波信号。因此题述错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述单向晶闸管从导通到关断的条件。 【答案】单向晶闸管从导通到关断的条件：使阳极电流减小至维持电流以下，可通过减小阳极电压、增大负载电阻或加反向阳极电压实现 。 【解析】单向晶闸管导通后，即使撤去门极触发信号，只要阳极电流大于维持电流，就会继续导通。要使其关断，必须使阳极电流减小到维持电流以下，并保持一定时间。对于直流电路，可通过减小阳极电压、增大负载电阻或采用换流电路施加反向阳极电压等方法，使阳极电流降至维持电流以下；在交流电路中，晶闸管通常在电流自然过零时关断。 32. 图为无级调光台灯电路，试分析其工作原理。 【答案】220V 交流电经整流桥变为脉动直流，通过、、​、C组成的阻容电路，改变阻值可调节电容C充电速度，进而改变晶闸管VT触发角，控制通过灯泡L的电流，实现无级调光 。 33. 写出单向可控硅导通的条件。 【答案】阳极与阴极之间加正向电压；控制极与阴极之间加正向电压。 【解析】单向晶闸管导通必须同时满足两个条件：一是阳极与阴极之间加正向电压，使晶闸管处于正向阻断状态；二是控制极与阴极之间加正向电压，使门极有足够的触发电流。满足这两个条件后，晶闸管由正向阻断状态转为导通状态。导通后，撤去门极信号，晶闸管仍可保持导通，直到阳极电流降至维持电流以下。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某维修企业为一台电阻性电热设备检修单相半波可控整流控制器。交流电源有效值为 ，频率为 ，负载电阻为 。晶闸管在电源正半周的控制角为 ，负载要求平均电流不低于 。（1）计算整流输出电压的平均值、负载平均电流以及晶闸管的触发延迟时间。（2）判断该控制器输出的平均电流是否满足负载要求，并说明电阻性负载中晶闸管的关断时刻及关断原因。（3）若设备改为要求直流电流连续、输出脉动较小的电磁执行器，说明原电路存在的不足，并提出一种改进方案；同时列出对晶闸管触发电路的两项主要要求。 【答案】（1）电源电压峰值为\[Um=\sqrt{2}U=\sqrt{2}\times220\approx311.1\ \text{V}\]单相半波可控整流平均输出电压为\[Ud=\frac{Um}{2π}(1+\cosα)=\frac{311.1}{2π}(1+\cos60^\circ)\approx74.3\ \text{V}\]负载平均电流为\[Id=\frac{Ud}{R}=\frac{74.3}{20}\approx3.72\ \text{A}\]触发延迟时间为\[tα=\frac{α}{360^\circ f}=\frac{60^\circ}{360^\circ\times50}\approx3.33\ \text{ms}\]（2）负载平均电流约为 ，大于要求的 ，能够满足要求。晶闸管在电源正半周自然过零时关断，原因是阳极电流降至维持电流以下，并承受反向电压。（3）单相半波电路输出脉动较大，负载电流不连续，难以满足电磁执行器平稳工作的要求。可改用单相全控桥式整流电路，并配合滤波元件。触发电路应满足：与主电路同步；触发角能够在规定范围内连续调节；触发脉冲具有足够的幅值和宽度；控制电路与主电路具有可靠隔离和抗干扰能力。 【解析】（1）先由有效值求电压峰值，再代入半波可控整流公式求平均电压，最后用欧姆定律求平均电流，并按交流周期换算触发延迟时间。（2）电阻负载电流随电压过零而过零，晶闸管可自然关断。（3）全控桥式整流可提高输出利用率并减小脉动，触发信号还须保证同步、可靠和安全隔离。 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 $ 湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 晶闸管及其应用——结构、原理、可控整流与特殊晶闸管 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. 使用万用表检测单向晶闸管时，应将其置于哪个档位（ ） A. 直流电压档 B. 交流电压档 C. 电阻档 D. 电流档 2. 单相可控整流电路中，改变晶闸管的导通角，可以实现对什么的控制（ ） A. 输入电流 B. 输出电流 C. 输入电压 D. 输出电压 3. 单相可控整流电路主要用于哪种场合（ ） A. 交流电转直流电 B. 直流电转交流电 C. 恒定电压输出 D. 恒定电流输出 4. 在使用万用表检测单向晶闸管时，下列哪项操作是不正确的（ ） A. 将红黑表笔分别接触晶闸管的正负极进行测量 B. 使用手直接接触晶闸管的引脚进行测量 C. 在测量前将万用表调整到适当的档位 D. 在测量过程中注意观察表头的读数变化 5. 晶闸管的应用领域不包括（ ） A. 可控整流 B. 逆变 C. 变频 D. 信号放大 6. 单向晶闸管是一种可控的单向导电开关，常用于______的各类电路中。（ ） A. 强电控制弱电 B. 对弱信号放大 C. 弱电控制强电 D. 对小能量进行放大 7. 如图所示的元器件为（ ） A. 普通晶闸管 B. 双向晶闸管 C. 逆导晶闸管 D. 可关断晶闸管 8. 逆导晶闸管的结构特点是（ ） A. 晶闸管与反并联二极管集成 B. 两只普通晶闸管反向串联集成 C. 晶闸管与正向串联二极管集成 D. 两只普通二极管反向并联集成 9. 要使单向晶闸管导通，必须满足（ ） A. 加正向电压 B. 加触发电压 C. 加正向电压的同时加触发电压 D. 加正偏电压 10. 单向晶闸管导通的条件是（ ） A. 阳极与阴极间接正向电压，控制极接电压 B. 阳极与阴极间接有电压，控制极接正向电压 C. 阳极与阴极间接反向电压，控制极接正向电压 D. 阳极与阴极间接正向电压，控制极接正向电压 11. 要降低可控整流电路输出平均电压，应该（ ） A. 增大控制角α B. 同时增大控制角α和导通角θ C. 增大导通角θ D. 同时减小控制角α和导通角θ 12. 桥式可控硅整流电路的输入交流电压有效值为220V，通过改变控制角α的大小，可使输出电压的平均值在_____范围内变化（ ） A. 0-110V B. 0-198V C. 0-99V D. 0-220V 13. 以下整流电路中，输出直流电压可以调整的是（ ） A. 桥式整流 B. 半波整流 C. 晶闸管整流 D. 全波整流 14. 如图所示电路，S闭合后，电压表的读数将变为原来的______倍。（ ） A. 4 B. 2 C. 6 D. 8 15. 晶闸管整流电路，要使电阻性负载上得到的平均电压提高，则（ ） A. 增大α，减少β B. 增大α，增大β C. 减小α，减少β D. 减小α，增大β 16. 可控整流电路是有______两部分所组成。（ ） A. 整流主电路与触发电路 B. 交流电源与整流电路 C. 整流主电路与震荡电路 D. 整流主电路与放大电路 17. 使单向晶闸管由导通转为阻断的不正确方法是（ ） A. 切断控制极电源 B. 切断阳极电源 C. 使阳极电源极性相反 D. 使阳极电流小于晶闸管的维持电流 18. 在一个晶闸管触发电路中，如果负载电阻为10Ω，供电电压为100V，则电路的最大电流为（ ） A. 5A B. 10A C. 15A D. 20A 19. 在一个单结晶体管中，当输入电压为10V，负载电阻为5 kΩ，输出电流为（ ） A. 1 mA B. 2 mA C. 3 mA D. 4 mA 20. 关于双向晶闸管，下列说法不正确的是（ ） A. 双向晶闸管主电极加正、负电压，控制极加正向触发电压，晶闸管就导通 B. 双向晶闸管主电极加正、负电压，控制极不加触发电压，晶闸管也导通 C. 双向晶闸管主电极加正、负电压，控制极加反向触发电压，晶闸管就导通 D. 双向晶闸管主电极加正电压，控制极加负向触发电压，晶闸管也导通 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 用万用表R×1kΩ挡测试单向晶闸管任意两极间的电阻都是无穷大。（ ） 22. 某可控硅标称3CT-5/500，表示其最大允许通过电流为5A。（ ） 23. 两只单向晶闸管反向并联可以等效为一只双向晶闸管。（ ） 24. 单向晶闸管导通时，必须加上一定的正向触发电压才能维持导通。（ ） 25. 可控硅由阻断转为导通，除了可控硅的阳极和阴极之间加正向电压外，控制极和阴极只要同时加上电压即可。（ ） 26. 晶闸管导通后，若阳极电流小于维持电流，则晶闸管必然自行关断。（ ） 27. 单向晶闸管导通的条件是可控硅阳极与阴极间加正向电压，控制极与阴极间加正向电压。（ ） 28. 同时增大控制角和导通角可增大可控整流负载的平均值。（ ） 29. 晶闸管的整流原理是通过控制晶闸管在每半个周期的导通角，从而控制输出电压。（ ） 30. 晶闸管的触发信号必然是正弦波信号。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述单向晶闸管从导通到关断的条件。 32. 图为无级调光台灯电路，试分析其工作原理。 33. 写出单向可控硅导通的条件。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某维修企业为一台电阻性电热设备检修单相半波可控整流控制器。交流电源有效值为 ，频率为 ，负载电阻为 。晶闸管在电源正半周的控制角为 ，负载要求平均电流不低于 。（1）计算整流输出电压的平均值、负载平均电流以及晶闸管的触发延迟时间。（2）判断该控制器输出的平均电流是否满足负载要求，并说明电阻性负载中晶闸管的关断时刻及关断原因。（3）若设备改为要求直流电流连续、输出脉动较小的电磁执行器，说明原电路存在的不足，并提出一种改进方案；同时列出对晶闸管触发电路的两项主要要求。 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 $