1、中等職業教育課程改革國家規劃新教材PPT電子技術基礎電子技術基礎與技能與技能人民郵電出版社人民郵電出版社第第7 7單元單元 晶閘管及其應用電路晶閘管及其應用電路v 了解晶閘管的基本結構、符號、引腳排列。v 了解晶閘管的工作特性。v 了解單結管的基本結構、符號、引腳排列。v 了解單結管組成的觸發電路及作用。v 會組裝調試家用調光臺燈電路。晶閘管的使用1晶閘管電路的應用晶閘管電路的應用2技能實訓技能實訓 3第第1 1節節晶閘管的使用 一、晶閘管的結構及特性 二、特殊晶閘管一、晶閘管的結構及特性一、晶閘管的結構及特性1晶閘管的結構晶閘管的結構 晶閘管的外形如圖7.4 所示。其中，圖7.4（a）所示為

2、小功率晶閘管，圖7.4（b）、（c）所示為大功率晶閘管。晶閘管的內部結構如圖7.5（a）所示。它有3 個電極：由外層P 區引出的電極稱為陽極A，由外層N 區引出的電極稱為陰極K，由中間P 區引出的電極稱為控制極G（又稱門極）。晶閘管的電路符號如圖7.5（b）所示。2晶閘管的特性晶閘管的特性晶閘管的特性如下。（1）晶閘管具有正向阻斷特性。）晶閘管具有正向阻斷特性。即晶閘管加陽極正電壓+ UA 時，若控制極不加電壓，晶閘管不導通，處于關斷狀態。（2）晶閘管具有觸發導通特性。）晶閘管具有觸發導通特性。即晶閘管加陽極正電壓+ UA，同時也加控制極正電壓+ UG，晶閘管導通。晶閘管導通后，如果撤銷控制極

3、電壓（斷開S1），晶閘管仍維持導通。（3）晶閘管具有反向阻斷特性。）晶閘管具有反向阻斷特性。即晶閘管加陽極負電壓-UA 時（陽極接電源負極，陰極接電源正極），不導通。導通的晶閘管，必須在陽極與陰極之間的電壓降低到0（斷開S2）或陽極加負電壓時，才關斷。歸納：歸納：閘管導通的條件是：陽極加正向電壓，同時控制極也加正向觸發電壓。3晶閘管的主要參數晶閘管的主要參數（1）額定電壓（）額定電壓（UD）。）。指允許重復加在晶閘管兩端的正、反向峰值電壓最小值。（2）通態平均電壓（）通態平均電壓（UT(AV)）。）。當正向通過正弦半波額定電流時，陽極與陰極間的電壓在一個周期內的平均值，習慣上稱為導通時的管壓降

4、。這個電壓越小越好，一般為0.4 1.2V。（3）通態平均電流（）通態平均電流（IT(AV)）。）。簡稱正向電流，指在標準散熱條件和規定環境溫度下（不超過40），允許通過工頻（50Hz）正弦半波電流在一個周期內的最大平均值。（4）維持電流（）維持電流（IH）。）。指在維持晶閘管繼續導通時需要的最小陽極電流。4晶閘管的型號晶閘管的型號 國產晶閘管的型號由5 部分組成：第1 部分用字母“K”表示晶閘管，第2 部分用字母表示器件的類型，第3 部分用數字表示通態平均電流，第4 部分用數字表示額定電壓（有時只標注百位數，即標注的數字需乘以100），第5 部分用字母表示通態平均電壓的組別，共9 級，從A

5、I分別為0.4 1.2V，字母每延后一個，電壓增加0.1V。在第3 與第4 部分之間，用一個連字符號“-”連接。各組成部分的意義如表7.1 所示。二、特殊晶閘管1快速晶閘管和高頻晶閘管快速晶閘管和高頻晶閘管 快速晶閘管和高頻晶閘管與普通晶閘管沒有本質的區別，只是導通與關斷的轉換速度較快，并且高頻晶閘管的工作頻率較高。典型應用有：逆變器、斬波器、感應加熱、各種類型的強迫換流器、電焊機等。2雙向晶閘管雙向晶閘管 雙向晶閘管的3 個電極分別稱為第二陽極A2、第一陽極A1 和控制極G，電路符號如圖7.7所示。3可關斷晶閘管可關斷晶閘管 可關斷晶閘管（GTO）的3 個電極也稱為陽極、陰極和控制極，電路符

6、號如圖7.8 所示。其特點是：在陽極與陰極之間加正向電壓，同時門極與陰極之間有正向觸發電壓時，才導通；一旦導通之后，即使撤銷門極觸發電壓也不影響其導通；與普通晶閘管不同的是，在門極加負電壓時就可關斷導通的晶閘管。可關斷晶閘管的應用與普通晶閘管類似，典型應用有：交直流開關、交直流電機控制、逆變器、變頻器、UPS 電源等。第2節 晶閘管電路的應用 一、晶閘管調壓電路 二、晶閘管整流電路 三、晶閘管的觸發電路一、晶閘管調壓電路1單只晶閘管交流調壓電路單只晶閘管交流調壓電路 如圖7.11 所示電路的工作過程為：4 只整流二極管將輸入的正弦交流電變換為單方向脈動的直流電加在晶閘管的陽極與陰極之間，無論觸

7、發電壓在輸入的正半周還是負半周加到晶閘管的控制極，都能使晶閘管導通向負載供電，負載電壓的波形如圖7.11（b）陰影部分所示。改變觸發電壓加到控制極的時間（見圖7.11（b）中的t1、t2），即可實現負載上電壓的調節。2兩只反向并聯晶閘管交流調壓電路兩只反向并聯晶閘管交流調壓電路 兩只反向并聯的晶閘管構成交流調壓電路如圖7.12 所示。 調壓過程為：電源電壓ui 的正半周，在t1 時刻將觸發電壓ug1 加到VD1 管的控制極，VD1 管被觸發導通，VD2 管承受反向電壓而截止，當電源電壓ui 過零時，VD1 管自然關斷；電源電壓ui 的負半周，在t2 時刻將觸發電壓ug2 加到VD2 管的控制極

8、，VD2 管被觸發導通，VD1 管承受反向電壓而截止，當電源電壓ui 過零時，VD2 管自然關斷。于是，負載上獲得與如圖7.11（b）陰影部分所示類似的電壓波形，改變觸發電壓加到控制極的時間便可實現交流調壓。3雙向晶閘管交流調壓電路雙向晶閘管交流調壓電路 雙向晶閘管交流調壓電路如圖7.13 所示，它實際上是用一只雙向晶閘管替換圖7.12 中的兩只晶閘管實現交流調壓。 家用調光臺燈電路本質上是一個晶閘管交流調壓電路，只是交流調壓電路的負載是燈泡。如果晶閘管交流調壓電路的負載是電風扇，則晶閘管交流調壓電路就是調速電路。二、晶閘管整流電路1單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路

9、如圖7.14（a）所示。2單相橋式半控整流電路參數估算單相橋式半控整流電路參數估算 單相橋式半控整流電路輸出的直流電壓估算公式為式中，Ui 整流電路輸入電壓的有效值； 控制角。 負載上的直流電流IL 為每只晶閘管、整流二極管流過的電流為晶閘管承受的最高電壓和整流二極管承受的最大反向電壓為三、晶閘管的觸發電路1單結管的結構與特性單結管的結構與特性 單結管又稱為雙基極二極管，如圖7.16（a）所示。其結構示意圖如圖7.16（b）所示，由一個PN 結組成。從N 型硅片上引出的兩個電極分別稱為第一基極B1 和第二基極B2，從PN 結P區引出的電極稱為發射極E。單結管的電路符號如圖7.16（c）所示。單

10、結管的特性單結管的特性如下。（1）單結管參數中有一個峰點電壓UP 和一個谷點電壓UV。當單結管的發射極電壓等于峰點電壓UP 時，單結管導通。導通之后，當發射電壓減小到谷點電壓UV 時，單結管由導通變為截止。（2）單結管發射極與第一基極之間的電阻RB1 隨發射極電流增大而變小，具有負阻特性；發射極與第二基極之間的電阻RB2 則與發射極電流無關。（3）不同的單結管有不同的UP 和UV。同一個單結管，若電源電壓UBB 不同，它的UP 和UV也有所不同。2單結管振蕩電路單結管振蕩電路單結管振蕩電路如圖7.17（a）所示，它能產生一系列脈沖，用來觸發晶閘管。技能實訓技能實訓1實訓目的實訓目的（1）學會識

11、別和選擇單結晶體管、普通晶閘管。（2）掌握晶閘管調光臺燈電路的安裝及調試方法。2器材準備器材準備4內容與步驟內容與步驟（1）根據圖7.19 所示電路繪制出裝配電路圖，標清楚各元件的位置。（2）根據圖7.19 所示電路列出元件清單，備好元件，檢查各元件的好壞。（3）根據裝配圖完成晶閘管調光臺燈電路的安裝。（4）檢查無誤后，經指導教師同意，通電調試。（5）調節電位器RP，觀察燈泡亮度的變化。（6）實訓結束后，整理好本次實訓所用的器材、工具、儀表，清掃工作臺，打掃實訓室。圖7.19家用調光臺燈電路（1）本單元重點介紹了普通型晶閘管及在交流調壓、可控整流方面的應用，單結管及由單結管組成的觸發電路。（2）晶閘管具有正向阻斷特性、觸發導通特