本章主要內容第一節概述

第二節整流電路

第八章直流穩壓電源第三節濾波電路第四節穩壓電路

第六節晶閘管第五節開關式穩壓電源

本章學習要求第八章直流穩壓電源①掌握單相半波、單相橋式整流電路的工作原理，輸出電壓Uo與變壓器副邊電壓U2的關系；熟悉電容濾波電路的特點，電容C的選擇原則，Uo與U2的關系；了解各種整流、濾波電路的性能比較。②熟悉硅穩壓管穩壓電路的工作原理；掌握串聯型穩壓電路的組成、穩壓原理、提高穩壓性能的措施以及輸出電壓調整范圍的計算方法；了解三端集成穩壓器的特點和使用方法。③熟悉晶閘管的結構及工作原理；熟悉晶閘管橋式可控整流電路的工作原理。第一節概述

在我們日常生產和生活中，許多電子設備都需要穩定的直流電源供電，例如工業控制及測量、電解、水處理、充電設備、機床、手機、MP3等。功率較小的直流電源大多數都是將220V/50Hz的交流市電經過變壓、整流、濾波和穩壓后獲得。一、小功率直流穩壓電源的組成小功率直流穩壓電源組成框圖小功率直流穩壓電源功能：把交流電壓變成穩定的大小合適的直流電壓。電源變壓器:將交流電網電壓變為合適的交流電壓。整流電路:將交流電壓變為脈動的直流電壓。濾波電路:將脈動直流電壓轉變為平滑的直流電壓。穩壓電路:清除電網波動及負載變化的影響,保持輸出電壓的穩定。二、穩壓電源的主要性能指標

穩壓電源的主要性能指標分為兩種：一種是特性指標，包括允許的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調節范圍等；另一種是質量指標，用來衡量輸出直流電壓的穩定程度，包括穩壓系數、輸出電阻、溫度系數及紋波電壓等。1.穩壓器質量指標(1)電壓調整率SU(穩壓系數)SU越小，穩壓性能越好。反映當負載電流和環境溫度不變時，電網電壓波動對穩壓電路的影響。0.005~0.02%

(2)電流調整率SISI越小，輸出電壓受負載電流的影響就越小。反映當輸入電壓和環境溫度不變時，輸出電流變化時輸出電壓保持穩定的能力，即穩壓電路的帶負載能力。0.1~1.0%(3)紋波抑制比

SRSR表示穩壓器對其輸入端引入的交流紋波電壓的抑制能力。(4)溫度穩定性

ST2.穩壓器的工作指標

穩壓器的工作指標是指穩壓器能夠正常工作的工作區域，以及保證正常工作所必須的工作條件，這些工作參數取決于構成穩壓器的元件性能。

符合穩壓器工作條件情況下，穩壓器能夠正常工作的輸出電壓范圍，該指標的上限是由最大輸入電壓和最小輸入----輸出電壓差所規定，而其下限由穩壓器內部的基準電壓值決定。(1)輸出電壓范圍(2)最大輸入-輸出電壓差

該指標表征在保證穩壓器正常工作條件下穩壓器所允許的最大輸入-----輸出之間的電壓差值，其值主要取決于于穩壓器內部調整晶體管的耐壓指標。(3)最小輸入-輸出電壓差

該指標表征在保證穩壓器正常工作條件下，穩壓器所需的最小輸入-----輸出之間的電壓差值。(4)輸出負載電流范圍

輸出負載電流范圍又稱為輸出電流范圍，在這一電流范圍內，穩壓器應能保證符合指標規范征所給出的指標。該電壓是保證穩壓器安全工作的最大輸入電壓。3.極限參數(1)最大輸入電壓該電流是保證穩壓器安全工作所允許的最大輸出電流。(2)最大輸出電流整流電路的作用:

將交流電壓轉變為脈動的直流電壓。

常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時可把二極管當作理想元件處理：

二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。整流原理：

利用二極管的單向導電性。第一節整流電路

uoVD二、單相半波整流電路

1.電路組成及工作原理u2>0時:+–二極管導通,uo=u2iou2<0時:+–二極管截止,uo=0u2uLuDt2340uoIo=Uo/RL=0.45U2

/RL

uo20t（2）輸出電流平均值Io

：（1）輸出電壓平均值Uo：（3）整流二極管的電流平均值

ID:ID

=Io（4）二極管承受的最高反向電壓URM

：uD20tURMURM=22U2.參數計算IL

VDuoio設變壓器副邊電壓為:根據ID和URM可以選擇合適的整流二極管3.整流二極管的選擇在選擇整流二極管時，其額定正向整流電流必須大于流過它的平均電流，其反向擊穿電壓必須大于它兩端承受的最大反向電壓。即使二極管滿足下列要求：IF>IDURM>URm

需要注意的一點是，為保證二極管能安全可靠地工作，選用管子時要留有余量，在功率較大時，根據器件手冊的要求裝置散熱片。半波整流電路結構簡單，使用元件少;

但是只利用了電源電壓的半個周期，同時整流電壓的脈動較大。為了克服這些缺點，常采用全波整流電路，其中最常用的是單相橋式整流電路。二、單相橋式整流電路

1.電路組成及工作原理電路組成：由四個二極管組成電橋形式，故稱為橋式整流+--u2uO+u1--VD4RLiO+--VD3VD1VD2工作原理：設變壓器副邊電壓為:u2正半周時:+–VD1

、VD3導通，

VD2、VD4截止u2uLuo+--u2uO+u1--VD4RLiO+--VD3VD1VD2u2負半周時：-+u2uLuoVD2、VD4

導通，VD1

、VD3截止0tu200i1300uOi24iOttttU2mU2miOuO+--+u1--VD4RLVD3VD1VD2+u2_電壓、電流波形輸出（1）整流輸出電壓平均值：

Uo

=0.9U2（2）整流輸出電流平均值:

Io=Uo

/RL=0.9U2

/RL

（3）整流二極管的正向平均電流：ID=Io/2=0.45U2/RL

(4)二極管承受的最大反向電壓：URM=22U(5)紋波因數γ（衡量整流電路輸出電壓中交流成分大小的性能指標，反映了輸出電壓的平滑程度。γ

越小，整流效果越好。）單向橋式整流電路：γ=0.48即交流分量約為直流分量的一半iOuo+--+u1--VD4RLVD3VD1VD2+u2_u2uLuo2.參數計算

除了用分立元件組成橋式整流電路外，現在半導體器件廠已將整流二極管封裝在一起，制造成單相整流橋模塊，這些模塊只有輸入交流和輸出直流引腳，減少了接線，提高了電路工作的可靠性，使用起來非常方便。--～+整流橋圖形符號~+~-

+–整流橋：為了方便使用，常把橋式整流電路作為一個整體，制作、封裝后，成為一種電子器件，稱為整流橋。整流二極管的選擇

平均電流ID與最高反向電壓URM

是選擇整流二極管的主要依據。選管時應滿足：

IF

ID

，UDRMURM

例題1：單相橋式整流電路，已知交流電網電壓為220V，負載電阻RL=50Ω，負載電壓Uo

=100V，試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。

I=1.11Io=21.11=2.2A

變壓器副邊電流有效值變壓器容量

S=UI=122

2.2=207.8VA變壓器副邊電壓U2

≈122V

可選用二極管2CZ11C(二極管的型號可參看附錄1)，其最大整流電流為1A，反向工作峰值電壓為300V。變比例題2：試分析圖示橋式整流電路中的二極管VD2

或VD4

斷開時負載電壓的波形。如果VD2

或VD4接反，后果如何？解：當VD2或VD4斷開后:電路為單相半波整流電路。正半周時，VD1和VD3導通，負載中有電流過，負載電壓uo=u2；負半周時，VD1和VD3截止，負載中無電流通過，負載兩端無電壓，uo

=0。

uo

u2

π2π3π4πtωtωπ2π3π4π00如果VD2或VD4接反:

則正半周時，二極管VD1、VD4或VD2、VD3導通，電流經VD1、VD4或VD2、VD3而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及VD1、VD4或VD2、VD3將被燒壞。iOuO+--~VD2RLVD3VD1VD4+u2_

將整流電路輸出的單向脈動直流電壓中的交流分量濾除,只輸出直流分量----使輸出電壓變得平直。第三節濾波電路交流電壓脈動直流電壓整流濾波直流電壓濾波原理：濾波電路是利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。濾波電路的結構特點:

電容與負載

RL并聯，或電感與負載RL串聯RLCRLLuou2tOωtO1.電路結構(半波整流電容濾波)一、電容濾波電路

–++–aVDuou2bRLio2.工作原理

u2

>uC時，二極管導通，電源在給負載RL供電的同時也給電容充電，uC

增加，uo=uC

。

u2<uC時，二極管截止，電容通過負載RL

放電，uC按指數規律下降，uo=uC

。+Cici=

uC

3.工作波形二極管承受的最高反向電壓為。一、電容濾波電路u1t1.電路結構(橋式整流電容濾波)u2tuot無濾波電容時的波形加入濾波電容時的波形電容濾波電路的特點(1)輸出電壓的脈動程度和平均值Uo與放電時間常數RLC有關。

RLC

越大電容器放電越慢輸出電壓的平均值Uo

越大，波形越平滑。為了得到比較平直的輸出電壓一般取：(T—電源電壓的周期)近似估算取：

Uo

=1.2U2(

橋式、全波）

Uo

=1.0U2

（半波）(2)流過二極管的瞬時電流很大RLC越大Uo

越高負載電流的平均值越大→

整流管導電時間越短iD的峰值電流越大。(3)二極管承受的最高反向電壓2URM=2U2（半波）(橋式)例題3：有一單相橋式整流電容濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。流過二極管的電流二極管承受的最高反向電壓變壓器副邊電壓的有效值uRLuo++––~+C解：1.選擇整流二極管可選用二極管2CP11IF=100mAUR=50V

2.選擇濾波電容器取RLC=5T/2已知

RL=50可選用C=250F，耐壓為50V的極性電容器電路結構:

在橋式整流電路與負載間串入一電感L。輸出電壓平均值:Uo=0.9U2對諧波分量:

f

越高，XL越大,電壓大部分降在電感上。因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。對直流分量:

XL=0相當于短路,電壓大部分降在RL上。二、其他形式濾波電路VD1VD2VD3VD4uo1.電感濾波電路1.電感濾波電路與電容濾波相比，電感濾波的特點是：（1）二極管的導電角較大（大于1800），是因為電感L的反電動勢使二極管導電角增大，峰值電流很小，輸出特性較平坦；（2）輸出電壓沒有電容濾波的高。當忽略電感線圈的電阻時，輸出的直流電壓與不加電感時一樣，為Uo=0.9U2。負載改變時，對輸出電壓的影響也較小。電感濾波適用于負載電壓較低、電流較大以及負載變化較大的場合。它的缺點是制作復雜、體積大、笨重，且存在電磁干擾。為進一步改善濾波特性，可將上述濾波電路組合起來使用。LC濾波電路π型RC濾波電路2.復合濾波電路穩壓電路的作用:交流電壓脈動直流電壓整流濾波有波紋的直流電壓穩壓直流電壓穩壓電路：就是當電網電壓波動或負載發生變化時，能使輸出電壓穩定的電路。第四節穩壓電路

直流穩壓電路的類型很多，常用的有硅二極管穩壓電路、串聯型穩壓電路、三端集成穩壓電路和開關型穩壓電路。一、穩壓管并聯型穩壓電路穩壓管穩壓電路如右圖所示。穩壓管VDZ反向并聯在負載電阻RL兩端，且工作在反向擊穿狀態。電阻R起限流和調壓作用，穩壓電路的輸入電壓Ui來自整流濾波電路的輸出電壓硅穩壓管穩壓電路穩壓原理——利用穩壓管的反向擊穿特性由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化。當輸入電壓Ui波動時，會引起輸出電壓Uo波動。如Ui升高將引起Uo

=Uz隨之升高，這會導致穩壓管的電流IZ急劇增加，因此電阻R上的電流IR和電壓UR也跟著迅速增大，UR的增大抵消了Ui的增加，從而使輸出電壓Uo基本上保持不變。這一自動調壓過程可表示如下：

Ui↑→Uo↑→IZ↑→IR↑→UR↑→Uo↓

反之，當Ui減小時，UR相應減小，仍可保持Uo基本不變。穩壓管穩壓電路的工作原理如下：當負載電流Io變化引起輸出電壓Uo發生變化時，同樣會引起IZ的相應變化，使得Uo保持基本穩定。如當Io增大時，IR和UR均會隨之增大而使Uo下降，這將導致IZ急劇減小，使IR仍維持原有數值，保持UR不變，從而使Uo得到穩定。可見，這種穩壓電路中穩壓管VDZ起著自動調節的作用，電阻R一方面保證穩壓管的工作電流不超過最大穩定電流IZM；另一方面還起到電壓補償作用。

穩壓管參數的選擇UZ=UO

IZmax≥2~3IOmax選擇時要注意留有充分的余量注意：（1）在穩壓電路中，穩壓管通常為反接；（2）使用穩壓管時必須串聯電阻。該穩壓電路中，穩壓管VDZ作為電壓調整器件與負載并聯，所以稱并聯型穩壓電路。它是直接利用穩壓管工作電流的變化，并通過限流電阻R的調壓作用達到穩壓的目的的。該穩壓管并聯型穩壓電路適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負載變動不大的場合。例題4：已知ui

=10sintV,UZ=5.5V（穩壓值），正向壓降為0.7V，試畫出

uo波形。ωt

ωt

ui

/Vuo

/V105.55.50022–0.7VDZUZRuiuouR0.7解：IU0UZIminIZmax串聯型三極管穩壓電路二、串聯式穩壓電路

1.電路組成串聯型直流穩壓電路的基本原理圖如圖所示。

（3）比較放大環節。由V2和R4構成的直流放大電路組成。其作用是將取樣電壓Uf與基準電壓UZ之差放大后去控制調整管V1。

（4）調整環節。由工作在線性放大區的功率管V1組成。V1的基極電流IB1受比較放大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流IC1和集、射電壓UCE1改變，從而達到自動調整穩定輸出電壓的目的。

整個電路由四部分組成：（1）取樣環節。由R1，RP，R2組成的分壓電路構成。它將輸出電壓Uo分出一部分作為取樣電壓Uf送到比較放大環節。（2）基準電壓。由穩壓二極管VDZ和電阻R3構成的穩壓電路組成。它為電路提供一個穩定的基準電壓UZ，作為調整、比較的標準。電路的工作原理如下：當輸入電壓Ui或輸出電流Io變化引起輸出電壓Uo增加時，取樣電壓Uf相應增大，使V2管的基極電流IB2和集電極電流IC2隨之增加，V2管的集電極電位UC2下降，因此V1管的基極電流IB1下降，

IC1下降，UCE1增加，Uo下降，從而使Uo保持基本穩定。這一自動調壓過程可以表示如下：Uo↑→Uf↑→IB2↑→IC2↑→UC2↓→IB1↓→UCE1↑→Uo↓

同理，當輸入電壓Ui或輸出電流Io變化引起輸出電壓Uo降低時，調整過程相反，UCE1將減小使Uo保持基本不變。從以上調整過程可以看出，該電路是依靠電壓負反饋來穩定輸出電壓的。2.工作原理3.輸出電壓及調節范圍

輸出電壓輸出電壓的調節范圍單片集成穩壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優點。

最簡單的集成穩壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩壓器。●分類XX兩位數字為輸出電壓值三端穩壓器輸出固定電壓輸出可調電壓輸出正電壓W78XX輸出負電壓W79XX（1.25~37V連續可調）三、三端集成穩壓器線性三端集成穩壓器的分類

類型(1)W78XX系列—穩定正電壓

W7805輸出+5VW7809輸出+9VW7812輸出+12VW7815輸出+15V(2)W79XX系列—穩定負電壓

W7905輸出-5VW7909輸出-9VW7912輸出-12VW7915輸出-15V1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端123

(3)三端可調正輸出集成穩壓器，國標型號為CW117--/CW117M--/CW117L--CW217--/CW217M--/CW217L--CW317--/CW317M--/CW317L--(4)三端可調負輸出集成穩壓器，國標型號為CW137--/CW137M--/CW137L---CW237--/CW237M--CW237L--CW337--/CW337M--/CW337L--(5)三端低壓差集成穩壓器，CW1930，CW2930，CW3930三個小系列產品，可提供大于150mA的輸出電流。

上述線性三端集成穩壓器國標型號數字后綴--表示輸出電壓的穩定值，穩壓值前有M的表示輸出電流中等，穩壓值前有L30表示輸出電流最小，穩壓值前沒有英文字母的表示輸出電流達到安培級為最大。●外形及引腳功能W7800系列穩壓器外形1—輸入端3—公共端2—輸出端78xxW7900系列穩壓器外形1—

公共端3—輸入端2—輸出端79xx塑料封裝●性能特點

（W7800、W7900系列）(1)輸出電流超過1.5A；（加散熱器）(2)不需要外接元件；(3)內部有過熱保護；(4)內部有過流保護；(5)調整管設有安全工作區保護；(6)輸出電壓容差為4%。輸出電壓額定值有:

5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V等．（1）基本電路應用電路1、三端固定輸出集成穩壓器輸出為固定正電壓時的接法如圖所示。用來抵消輸入端接線較長時的電感效應，防止產生自激振蕩用來改善負載的瞬態響應輸出電壓即為三端集成穩壓器的穩壓值。如果實際需要的直流電壓超過了集成穩壓器的電壓數值，可外接一些元件提高輸出電壓。如圖所示電路即為提高輸出電壓的電路。IQ：集成穩壓器的靜態電流（2）提高輸出電壓的電路圖示電路中R1、R2為外接電阻，R1兩端的電壓為集成穩壓器的額定電壓Uoo，由圖知：穩壓電路的輸出電壓為：即為：當負載所需電流大于現有三端穩壓器的輸出電流時，可以通過外接功率管的方法來擴大輸出電流，電路如圖所示：I3：穩壓器公共端電流，值很小，可忽略。（3）擴大輸出電流的電路由圖可知：(4)輸出正、負電壓的電路將W78XX系列和W79XX系列穩壓器組成如圖所示的電路，可以輸出正、負電壓。輸出電壓即為三端集成穩壓器的穩壓值。2、三端可調輸出集成穩壓器可調式三端穩壓器種類很多，常用的是CW117和CW137系列，前者輸出連續可調正電壓1.25V~37V，后者輸出連續可調負電壓－1.25V~－37V，它們的基準電壓UREF為1.25V，可輸出額定電流為0.1A，0.5A或1.5A。圖為CW117，CW137的外形和管腳排列圖。

(a)CW117系列

(b)CW137系列三端可調輸出集成穩壓器的基本應用電路

120Ω2.2kΩ輸出電壓的大小可表示為：基準電壓，所以可見，當R2=0時，Uo

=1.25V，當R2=2.2kΩ時，Uo≈24V。因基準電流，可以忽略，REF50AIμ?第五節開關式穩壓電源

1.開關型穩壓電源的特點(1)損耗小、效率高；通常效率可達80％~90％左右。(2)體積小、重量輕；(3)穩壓范圍寬；(4)濾波電容小，濾波效果好；(5)安全可靠開關型穩壓電源中一般具有多種保護電路。2.開關型穩壓電源的分類按開關三極管的連接方式分有串聯型和并聯型；按穩壓電路的啟動方式分有他激式和自激式；按穩壓電路的控制方式分有脈沖寬度調整方式和脈沖頻率調整方式。∞∞比較器誤差放大器一、串聯開關電源圖示為串聯型開關穩壓電路的基本組成框圖調整管取樣電路誤差放大器放大的是比較出來的結果.就是采樣和基準的誤差，所以比較放大器是放大比較出來的誤差。誤差放大頻率固定的三角波濾波續流脈寬調制(PWM)電路開關調整管控制∞∞比較器誤差放大器詳解1.

取樣環節：

R1、R2分壓提取取樣電壓uF（反饋電壓）2.

基準電壓環節：提供穩壓的基準電壓UREF3.

放大環節：誤差放大器A(也稱比較放大器)，放大差值（UREF－uF）4.

調整環節：調整管V1由開關信號uB控制通斷，穩定輸出電壓UO∞∞比較器誤差放大器5.

LC濾波器及續流二極管VD：濾波和續流得到平穩的直流電壓。6.

脈寬調制比較器C

：反相端接uT

（三角波發生器的輸出），同相端接uA

（比較放大器輸出），輸出開關信號uB驅動調整管。三角波發生器與比較器組成的電路稱為脈寬調制電路(PWM)開關電源的工作原理∞∞比較器誤差放大器當uB為高電平→V1飽和、VD截止，uE=Ui

,經LC濾波到負載RL同時iL↑時→L和C儲存能量當uB為低電平→V1截止、VD導通，uE＝－UD≈0，VD續流→LC泄放能量給RL供電，輸出較平穩的直流電壓工作波形—占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脈寬調制式(PWM)∞∞比較器誤差放大器穩壓原理uA↓(uA=A(UREF-UF))∞∞比較器誤差放大器二、并聯開關電源并聯型開關電源是現在用得最多的電源,電腦顯示器,彩電,電腦電源等均采用它,所以了解其工作原理,掌握其電路特點是每個電子人員所必需的。圖示電路是并聯型開關電源的最基本電路圖,Q為開關輸出管,Tr為脈沖變壓器,VD為整流二極管,C是濾波電容,R為負載電阻,因開關管Q與輸入直流電壓E1并接,所以屬并聯型開關電路。脈沖變壓器耦合開關電路有正向激勵和反向激勵兩種形式,正向激勵方式--開關管導通期間,次級脈沖整流二極管也導通,而在截止期間,開關管Q與二極管VD都截止。反向激勵方式--開關管導通期間VD截止,而Q截止期間VD導通。該電路的工作過程與行輸出電路類似,開關脈沖信號加至晶體管Q的基極,當輸入脈沖為正時,Q飽和,此時初級線圈上的電壓特性為上正下負,次級感應電壓則是上負下正,VD反偏截止,當Q基極輸入負脈沖時,晶體管Q截止,Q的集電極電位上升為高電平,此時Tr的次級感應電壓是上正下負,VD正向偏置而導通,電容C充電,取得直流輸出電壓Eo,T在這里可看作儲能元件,當開關晶體管Q導通,但二極管VD截止時,初級線圈儲存能量,當Q截止時,Tr則釋放能量,此時二極管VD導通。需要說明的是,當Q截止時,Tr的初級電流躍變為零,并失去回路,次級如何有電壓輸出?線圈的電流不是不能躍變嗎?這一點可從能量不能躍變這一概念來理解,因電感中的能量是以磁能形成存在的,一般的電感只有一個繞組,而脈沖變壓器有初,次級兩個繞組,在開關晶體管Q從導通變為截止時的瞬間,初級線圈電流突變為零,而Tr便將能量轉移到次級,這時二極管導通,次級線圈有感應電流產生,感應電流所產生的磁通與轉換瞬間前的相同,而保持磁通量不變.輸出電壓E2有以下關系式:E2=E1×η2/η1×Tc/To,η2和η1是初次級匝數,Tc是晶體管導通時間,To是截止時間。為此我們可以通過控制Tc/To比使來調輸出電壓E2的高低。第六節晶閘管

晶閘管：

晶閘管（SCR）又稱可控硅，是硅晶體閘流管的簡稱。是一種大功率半導體器件，它的出現使半導體器件由弱電領域擴展到強電領域。

優點：

體積小、重量輕、效率高無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數千伏）。

應用領域：

整流（交流直流）逆變（直流交流）變頻（交流交流）斬波（直流直流）此外還可作無觸點開關等一、晶閘管的結構與工作原理晶閘管是具有三個PN結的四層結構,其外形、結構及符號如圖。G控制極K陰極陽極

AP1P2N1N2四層半導體(c)結構KGA(b)符號(a)外形三個

PN

結1.普通晶閘管的結構

晶閘管是用硅材料制成的半導體器件，它有三種結構形式：螺栓式、平板式和塑料封裝式。平板式又分為風冷平板式和水冷平板式。P1P2N1N2K

GA晶閘管相當于PNP和NPN型兩個晶體管的組合+KA

T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK晶閘管的導通、關斷實驗由電源、晶閘管的陽極和陰極、白熾燈組成晶閘管主電路；由電源、開關S、晶閘管的門極和陰極組成控制電路（觸發電路）。

2.晶閘管導通和關斷原理

實驗順序實驗前燈的情況實驗時晶閘管條件實驗后燈的情況結論陽極電壓UA門極電壓UG導通實驗1暗反向反向暗晶閘管在反向陽極電壓作用下，不論門極為何電壓，它都處于關斷狀態。2暗反向零暗3暗反向正向暗1暗正向反向暗晶閘管在正向陽極電壓與正向門極電壓的共同作用下，才能導通。2暗正向零暗3暗正向正向亮關斷實驗1亮正向正向亮已導通的晶閘管在正向陽極作用下，門極失去控制作用。2亮正向零亮3亮正向反向亮4亮正向（逐漸減小到接近于零）任意暗晶閘管在導通狀態時，當陽極電壓減小到接近于零時，晶閘管關斷。實驗結論1）晶閘管導通的條件是在陽極和陰極之間加正向電壓，同時控制極和陰極之間加適當的正向電壓（實際工作中，控制極加正觸發脈沖信號）。2）導通以后的晶閘管，控制極就失去作用。要使其關斷必須在陽極上加反向電壓或將陽極電流減小到足夠小的程度（維持電流IH以下）。晶閘管的導通關斷原理

當晶閘管陽極承受正向電壓，控制極也加正向電壓時，形成了強烈的正反饋，正反饋過程如下：IG↑→IB2↑→IC2(IB1)↑→IC1↑→IB2↑

晶閘管導通之后，它的導通狀態完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制極電流消失，晶閘管仍將處于導通狀態。因此，控制極的作用僅是觸發晶閘管使其導通，導通之后，控制極就失去了控制作用。要想關斷晶閘管可采用的方法有:將陽極電源斷開；改變晶閘管的陽極電壓的方向，即在陽極和陰極間加反向電壓。

1.晶閘管的伏安特性

URRMIHUFRMIG2IG1IG0