晶闸管及应用电路

1、 8.1晶闸管晶闸管 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路本章小结本章小结*第八章晶闸管及应用电路 8.1.1单向晶闸管单向晶闸管8.1晶闸管晶闸管 1单向晶闸管的结构和符号单向晶闸管的结构和符号（1）外形：）外形：平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。 P2引出线为控制极；引出线为控制极；P1引出线为阳极；引出线为阳极；N2引出线为引出线为阴极阴极（2）符号及内部结构：）符号及内部结构：三个电极三个电极：阳极：阳极 A、阴极、阴极 K、控制极、控制极 G3 个个 PN 结结（J1J2J3） 4 层半导体层半导体：P1N1P2N2文

2、字符号：一般用文字符号：一般用 SCR、KG、CT、VT 表示。表示。8.1晶闸管晶闸管 正向阻断：正向阻断：AK 加正向电压，加正向电压，G 无电压不导通。无电压不导通。2单向晶闸管的工作原理：单向晶闸管的工作原理：（1）实验演示：）实验演示：（2）工作特点：）工作特点： 导通后控制极失去控制作用：晶闸管一旦导通，降低或去导通后控制极失去控制作用：晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。掉控制极电压仍导通。 反向阻断：反向阻断：AK 加反向电压，加反向电压，G 无论是否加控制电压不导通。无论是否加控制电压不导通。 触发导通：触发导通：AK 加正向电压，加正向电压，G，K 加正向电压加正向

3、电压导通。导通。 单向晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴单向晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。 晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。8.1晶闸管晶闸管 晶闸管具有控制强电的作用，即利用弱电信号对控晶闸管具有控制强电的作用，即利用弱电信号对控制极的作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统。制极的作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统。3单向晶闸管主要参数单向晶闸管主要参数（1）额定正向平均电流）额定正向平均电

4、流8.1晶闸管晶闸管 导通后的晶闸管若要关断时，必须将阳极电压降低导通后的晶闸管若要关断时，必须将阳极电压降低到一定程度。到一定程度。在规定环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极在规定环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极之间的电流平均值。之间的电流平均值。（2）维持电流）维持电流在规定环境温度、控制极断开的条件下，保持晶闸管在规定环境温度、控制极断开的条件下，保持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流。处于导通状态所需要的最小正向电流。 （3）控制极触发电压和电流）控制极触发电压和电流在规定环境温度及一定正向电压条件下，使晶闸管从在规定环境温度及一定正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通，

5、控制极所需的最小电压和电流。关断到导通，控制极所需的最小电压和电流。（5）反向阻断峰值电压）反向阻断峰值电压在控制极断开时，可以重复加在晶闸管上的反向峰值在控制极断开时，可以重复加在晶闸管上的反向峰值电压。电压。（4）正向阻断峰值电压）正向阻断峰值电压在控制极开路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复在控制极开路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。加在晶闸管两端的正向峰值电压。8.1晶闸管晶闸管 （1）型号）型号4晶闸管的型号及含义晶闸管的型号及含义表示额定正向平均电流为表示额定正向平均电流为 5 A表示晶闸管元件表示晶闸管元件表示表示 N 型硅材料型硅材料表示三个电极

6、表示三个电极表示额定电压为表示额定电压为 500 V3 C T - -5 / 5008.1晶闸管晶闸管 （2）简易检测）简易检测a用万用表用万用表“R 10”挡，黑笔接阳极，红笔接阴挡，黑笔接阳极，红笔接阴极，指极，指针应接近针应接近 。 b合上合上 S ，表针应指很小阻值，约为，表针应指很小阻值，约为 60 200 ，表明晶闸管能触发导通。表明晶闸管能触发导通。 c断开断开 S，表针不回到零，表明晶闸管是正常的。，表针不回到零，表明晶闸管是正常的。 8.1晶闸管晶闸管 8.1.2双向晶闸管双向晶闸管1 1双向晶闸管的结构与符号双向晶闸管的结构与符号（1）外形）外形（2）符号）符号 8.1晶闸

7、管晶闸管文字符号：文字符号：TLC、SCR、CT 及及 KG、KS 等表示。等表示。有三个电极，主电极有三个电极，主电极 T1 和和 T2，另一个电极，另一个电极 G 为控制极。为控制极。 2双向晶闸管的工作特点双向晶闸管的工作特点 特性特性：主电极：主电极 T1、T2 无论加正向电压还是反向电压，无论加正向电压还是反向电压，其控制极其控制极 G 的触发信号无论是正向还是反向，它都能被的触发信号无论是正向还是反向，它都能被“触触发发”导通。主电极间电压是交流形式。导通。主电极间电压是交流形式。 （3）结构）结构8.1晶闸管晶闸管 3双向晶闸管的检测双向晶闸管的检测 8.1晶闸管晶闸管（3）对功

8、率放大或功率较小但质量较差的双向晶闸管，）对功率放大或功率较小但质量较差的双向晶闸管，应将万用表黑表笔接电池负极。应将万用表黑表笔接电池负极。然后按然后按（2）所述方法测量判所述方法测量判断。断。 （1）用万用表用万用表“R 1 k”挡，黑笔挡，黑笔接接 T1，红笔接，红笔接 T2 ，表针应不动或微动，调换两表笔，表针仍不动或微动为正常。表针应不动或微动，调换两表笔，表针仍不动或微动为正常。（2）用万用表）用万用表“R 1”挡，黑笔接挡，黑笔接 T1，红笔接，红笔接 T2 ，将触，将触发极与发极与 T2 短接一下后离开，万用表应保持几欧到几十欧的读短接一下后离开，万用表应保持几欧到几十欧的读数

9、；调换两表笔，再次将触发极与数；调换两表笔，再次将触发极与 T2 短接一下后离开，万用短接一下后离开，万用表指示情况同上。表指示情况同上。 8.2.1结单向晶闸管结单向晶闸管8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路1单结晶体管的结构和型号单结晶体管的结构和型号 （1）结构）结构 三个电极：发射极三个电极：发射极 E、第一基极、第、第一基极、第二基极。一个二基极。一个 PN 结。结。（2）电路符号）电路符号 发射极箭头指向发射极箭头指向 极，表示经极，表示经 PN 结结的电流只流向的电流只流向 。 1B1B（3）外形）外形 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路2单结晶体管的基本特性单结晶体管的基本特性

10、（1）等效电路）等效电路 b1r：E 与与 间电阻，随发射极电流而变，间电阻，随发射极电流而变， 1BEIb1r即即 上升，下降。上升，下降。 b2r：E 与与 间的电阻，数值与无关。间的电阻，数值与无关。 2BEIbbr：两基极间电阻。：两基极间电阻。 bbr=b1r+ b2r。（2）导通条件）导通条件 ：称为分压比，：称为分压比，与与 的比值，的比值， 一般在一般在 0.3 0.8 之之间。间。 1brbbrDBBEEVVV （为（为 PN 结的正向压降）结的正向压降）DV 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路3单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路 （2）工作原理）工作原理 电源接通后，电源

11、接通后，VBB 通过微调电阻通过微调电阻 RP和电阻和电阻 R1 向电容向电容 C 充电，当单结晶体充电，当单结晶体管满足导通条件，单结晶体管导通，管满足导通条件，单结晶体管导通，C 迅速放电，在电阻迅速放电，在电阻 R3 上形成一个很窄上形成一个很窄的正脉冲的正脉冲 vb1。经过一个周期后，单结。经过一个周期后，单结晶体管截止，由晶体管截止，由 VBB 通过微调电阻通过微调电阻 RP和电阻和电阻 R1 向电容向电容 C 充电，重复上述过充电，重复上述过程。程。（1）单结晶体管触发脉冲形成电路）单结晶体管触发脉冲形成电路 8.2.2双向晶闸管触发电路双向晶闸管触发电路8.2晶闸管触发电路晶闸管

12、触发电路1双向二极管触发电路双向二极管触发电路（1）触发电路）触发电路1VT：双向二极管。：双向二极管。 2VT：双向晶闸管。：双向晶闸管。 LR：负载。：负载。 （2）工作原理）工作原理 交流电源处于正半周，对电容交流电源处于正半周，对电容 C 充电，电压极性为充电，电压极性为上正下负。上正下负。 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路 电压增大到使双向二极管导通，可使双向晶闸管导电压增大到使双向二极管导通，可使双向晶闸管导通。通。 当交流电源过零的瞬间，双向晶闸管自行阻断。当交流电源过零的瞬间，双向晶闸管自行阻断。 调节值，即可改变电容的充电常数，从而改变脉冲调节值，即可改变电容的充电常数，从

13、而改变脉冲出现时刻，可改变晶闸管的导通角。出现时刻，可改变晶闸管的导通角。 交流电源处于负半周，对电容交流电源处于负半周，对电容 C 充电，电压极性为充电，电压极性为下正上负。下正上负。 电压增大到的转折电压，使双向二极管反相导通，电压增大到的转折电压，使双向二极管反相导通，可使双向晶闸管导通。可使双向晶闸管导通。 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路2其他类型的触发电路其他类型的触发电路 （1）RC 触发电路触发电路 特点：简单、成本低。特点：简单、成本低。 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路V1、V2：为：为 NPN 型，只用型，只用 C、E 两极。两极。（2）晶体管组合触发电路）晶体管组合

14、触发电路 8.2晶闸管触发电路晶闸管触发电路成本低，氖管可作指示器。成本低，氖管可作指示器。 （3）氖管触发电路）氖管触发电路 8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路8.3.1晶闸管整流电路晶闸管整流电路1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路 （1）电路组成）电路组成（2）工作原理）工作原理 v2 为为正半周时，晶闸管正半周时，晶闸管 VT 承受正向电压，若此时没有触发承受正向电压，若此时没有触发电压，则负载电压，则负载= 0。 Lv 当当t = a 时，控制极加有触发电压时，控制极加有触发电压VG，晶闸管具备导通条晶闸管具备导通条件而导通，件而导通，正向压降很小，正向压降很小， 。 2Lvv

15、 当当 t 2 时，时，v2 进入负半周后，晶闸管呈反向进入负半周后，晶闸管呈反向阻断状态，负载电压阻断状态，负载电压 vL= 0。 当当t 时，时，v2=0，晶闸管自行关断。，晶闸管自行关断。 当当 a t 时，晶闸管保持导通，负载电压时，晶闸管保持导通，负载电压基基本上与次级电压本上与次级电压 保持相等。保持相等。 Lv2v8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路 控制角越大，导通角越小，它们的和为定值控制角越大，导通角越小，它们的和为定值+ = 。 （3）波形图）波形图 ：控制角。：控制角。指触发脉冲的加入指触发脉冲的加入时间。时间。 ：导通角：导通角。每半个周期晶闸管每半个周期晶闸管导通角度

16、。导通角度。 8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路 （1）电路组成）电路组成2单相桥式可控整流电路单相桥式可控整流电路8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路 （2）工作原理）工作原理 桥式整流输出电压桥式整流输出电压对晶闸管对晶闸管 VT 而言是正向电而言是正向电压，只要触发电压到来，压，只要触发电压到来，VT 即可导通。则负载电压即可导通。则负载电压vL 将与将与 对应部分基本相等。对应部分基本相等。v2 当当 经过零值时，晶闸管自行关断，在的经过零值时，晶闸管自行关断，在的 v2 第二个第二个半周中，电路将重复第一半周的情况。半周中，电路将重复第一半周的情况。v28.3晶闸管应用电路晶闸管应用电

17、路 （3）波形图）波形图8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路 1音乐彩灯控制器音乐彩灯控制器（1）电路组成）电路组成8.3.2其他应用电路其他应用电路8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路 （2）工作原理）工作原理从收录机等音响设备的扬声器两端，引出音频信号，经升从收录机等音响设备的扬声器两端，引出音频信号，经升压变压器压变压器 T 升压后，为单向晶闸管的触发信号。当幅度大时，升压后，为单向晶闸管的触发信号。当幅度大时，晶闸管导通，而幅度小时，晶闸管仍处于阻断状态。晶闸管导通，而幅度小时，晶闸管仍处于阻断状态。 由于音频信号的构成比较复杂，因此，某些信由于音频信号的构成比较复杂，因此，某些信号也会改

18、变晶闸管的导通角。这样，晶闸管就工作号也会改变晶闸管的导通角。这样，晶闸管就工作在导通、阻断或非全导通状态，使负载黄、红、绿、在导通、阻断或非全导通状态，使负载黄、红、绿、蓝四组彩灯随音乐的旋律而不断闪烁。蓝四组彩灯随音乐的旋律而不断闪烁。8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路 2安全感应开关电路安全感应开关电路（1）电路组成）电路组成按组成原理划分电路可分为：感应控制信号产生电路、双按组成原理划分电路可分为：感应控制信号产生电路、双向晶闸管触发电路及双向二极管保护电路三部分。向晶闸管触发电路及双向二极管保护电路三部分。8.3晶闸管应用电路晶闸管应用电路 （2）工作原理）工作原理人或物靠近感应板产生电容，这个电容人