第二讲 调光灯 认识晶闸管和单结晶体管
模电教案 晶闸管、单结晶体管的识别与检测
（一体化）教学设计首页教案序号：NO.25【组织教学】1、检查班级学生出勤情况，查看教具是否完备，安定课堂秩序，集中学生注意力,准备上课。
2、展示教学目标，板书教学目标、重难点。
【技能训练】一、目的和要求1、学会晶闸管的识别与检测质量的方法。
2．学会单结晶体管的识别与检测质量的方法二、实训器材1、万用表2、常用晶闸管、单结晶体管若干三、操作步骤1、晶闸管的识别和检测质量的方法（1）单向晶闸管1）电极识别1.外形直观识别常见晶闸管的电极如书图所示。
对于螺栓型和平板型可以直接识别。
2. 万用表检测用万用表R×1挡测量三个引脚之间的正反向电阻，其中有一次电阻值较小，此时黑表笔连接的是控制极，红表笔连接的是阴极，余下的是阳极。
2）质量判断用万用表R×1挡，将红表笔接阴极，黑表笔接阳极，电阻值应为无穷大，然后在两表笔保持连接状态下，黑表笔同时碰触一下控制极后立即断开，电阻变得较小，且维持不变，表示被测管的触发维持特性基本正常。
（2）双向晶闸管1）电极识别1. 第二电极T2的识别一般双向晶闸管的第一电极T1靠近控制极G，而距离第二电极较远，因此T1-G之间的正、反向电阻都很小，可以用万用表R×1挡测量三个引脚之间的正、反向电阻，其中有两次阻值较小，则被测得两级是第一电极T1和控制极G，余者是第二电极T22. 第一电极T1与控制极G的区别确定第二电极T2后，假设余下的两个电极分别是第一电极T1和控制极G，用万用表R×1挡，把黑表笔接假设的第一电极T1，红表笔接的第二电极T2，电阻应为无穷大，接着用红表笔使第二电极T2与控制极G短路，电阻变得较小，再将红表笔与G脱离后，若电阻不变，说明假设成立。
可以区分第一电极和控制极G.2) 质量判断用万用表R×1挡，将红表笔接第一电极T1，黑表笔接第二电极T2，电阻应为无穷大，然后在两表笔保持连接状态下，黑表笔同时碰触一下控制极G后立即断开，电阻应变为较小，且维持不变。
单结晶体管和晶闸管ppt课件
U BR
i
导通
IH
IR
o 阻断
IG增大 I G 2 I G 1 IG 0
u
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
u EB 1
UP
峰点电压
单结晶体管的负阻特性广泛应用于： 定时电路和振荡电路中
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
3. 应用举例
b2
IE
eD
Re +
VEE
UEB1
rb2
A
VBB
rb1
b1
当b1-b2间加电源VBB 且发射极开路时
UArb1rb1rb2VBBVBB
b1
测试电路
基极b2的电流为
IB2
VBB rb1 rb2
称为单结晶体管的分压 比
当UEB1为零时，二极管承受反向电压 UEA VBB
IE为二极管的反向电流
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e
PN结
b1 基极
结构示意图
b1
符号
b2
rb2
D
晶闸管调光台灯电路设计
晶闸管调光台灯电路设计系别：电气工程系班级：南车时代电气IGBT订单班工艺2班姓名：徐江学号：201001340310指导老师：严俊2012年4月25日目录第一章 绪论1.1晶闸管的发展1.2电子调光电路的作用1.3电子调光电路对大学生的意义1.4设计思路第二章 晶闸管调光台灯电路设计2.1调光台灯电路原理图及分析2.2认识晶闸管和单结晶体管第三章 晶闸管调光台灯元器件选择3.1触发电路各元件的选择3.2元件型号一览表第四章 总结第一章 绪论1．1晶闸管的发展晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术史前期，1904年出现了电子管，它能在真空中电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开启了电子技术用于电力领域的先河。
1947年美国著名的贝尔实验发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命。
晶闸管是一种半控型器件，是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器（SCR）。
1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使其应用范围迅速扩大。
电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的，从而开辟了电力电子技术发展和广泛应用的崭新时代，其标志就是以晶闸管为代表的电力半导体器件的广泛应用，有人称之为继晶体管发明和应用之后的又一次电子技术改革。
1.2电子调光电路的作用随着社会的发展，人类对生活水平的要求越来越高。
如今患近视病的人越来越多，这不仅仅是因为用眼过度所引起的，还与我们工作环境的光线程度有密切的关系。
为了让我们能在一个舒适的光线下工作，故设计该产品，以便我们能人工改变工作环境的光线强度。
这不仅仅大大降低我们换眼疾的概率，还可以节能！电子调光电路应用非常广泛，尤其是一般市售台灯调光电路上。
基本都采用电子式的调光电路，有的高档台灯能实现无级调光，普通台灯则是有极调光，可见电子调光在一些灯具上面用途是非常广泛的。
给我们的生活带来了方便。
单结晶体管调光电路
单结晶体管调光电路1. 引言单结晶体管调光电路是一种常见的电路设计，用于控制光源的亮度。
在许多应用中，如照明、显示器和摄影等领域，调光功能是非常重要的。
本文将介绍单结晶体管调光电路的工作原理、设计步骤以及实际应用。
2. 工作原理单结晶体管调光电路基于三极管的放大特性来实现对光源亮度的控制。
它包括一个三极管、一个可变电阻和一个直流电源。
2.1 三极管三极管是一种半导体器件，由发射极、基极和集电极组成。
它可以放大输入信号，并将其转换为输出信号。
2.2 可变电阻可变电阻通常由滑动变阻器（也称为旋转可变电阻）构成。
通过改变滑动变阻器上的滑片位置，可以改变其阻值。
2.3 直流电源直流电源提供所需的工作电压和稳定性，以确保整个电路正常工作。
3. 设计步骤下面是单结晶体管调光电路的设计步骤：3.1 确定亮度范围首先，确定所需的亮度范围。
这将有助于选择适当的电阻和其他元件。
3.2 选择三极管根据亮度范围和工作条件，选择合适的三极管。
常见的三极管类型有NPN型和PNP 型。
3.3 计算电阻值根据所选三极管的参数和亮度范围，计算所需可变电阻的阻值。
这可以通过简单的电路分析来完成。
3.4 连接电路将三极管、可变电阻和直流电源连接起来，并确保连接正确无误。
3.5 调试和测试在连接完成后，进行必要的调试和测试。
通过改变可变电阻的位置，观察光源亮度是否随之改变。
4. 实际应用单结晶体管调光电路在许多实际应用中都有广泛的应用。
以下是一些常见领域：4.1 家庭照明在家庭照明中，单结晶体管调光电路可以用于控制灯具的亮度。
用户可以根据需要调整灯光的亮度，以获得更合适的照明效果。
4.2 显示器在显示器中，单结晶体管调光电路可以用于控制背光灯的亮度。
这可以改善显示器的可视性，并减少眼睛疲劳。
4.3 摄影在摄影中，单结晶体管调光电路可以用于控制闪光灯的亮度。
这使摄影师能够根据不同场景和需要来调整闪光灯的强度。
5. 总结通过本文，我们了解了单结晶体管调光电路的工作原理、设计步骤和实际应用。
晶闸管调光灯
晶闸管调光灯调光器是一种用来改变电光源的光通量、调节照度的照明配件，广泛应用于家庭照明、剧场舞台、酒店客房、场馆展厅等场合。
从原理上讲，所有调光器都是通过改变电光源的输入电流来获得不同强度的光输出，其控制方法包括改变加在负载上的电压幅值和改变电流流经负载的时间两种方式，前者直接改变了电流有效值，而后者是在交流电的半波内控制电流导通的时间及次数来实现的。
1.调光器的分类调光器有很多种类别，按电源不同可以分为交流调光和直流调光，按控制电路的原理可以分为幅值调光和相位调光，按开关器件的种类可以分为无源调光和有源调光，按光线变化的级别可以分为分段调光和无极调光，按负载类型可以分为对电光源的直接调光和对照明控制器的间接调光等，下面对调光器的分类作综合介绍。
1.1调幅式调光1.1.1可变电阻器调光可变电阻器调光是最早出现的调光方法，通过在白炽灯照明回路中串接一只大功率可变电阻器，调节可变电阻器就可以改变流过白炽灯的电流值，从而改变灯光亮度。
这种调光方式在交直流电源回路中都可使用，并且不会产生无线电干扰，但由于可变电阻的功耗高、发热大，导致系统的效率很低，一般只作为原理演示使用。
1.1.2自耦调压器调光用一个自耦调压器串接在交流回路中，通过调节电刷的位置来改变供给白炽灯的电压幅值，从而改变灯光亮度。
虽然自耦调压器体大笨重，还有工频噪音，但由于系统效率较高，增减负载也不影响调光等级，在早期曾经大量用于舞台调光，现在虽然应用较少了，但这种调压器各位同学应该都不陌生。
1.1.3二极管分档式调光电路这个电路由一只三档开关控制，分别作全电压供电、半波供电和关断控制。
这里的二极管可以看成是一个工作在导通状态的单向可控硅（SCR），这种调光方式是调幅式调光到相位调光的过渡类型。
由于白炽灯半波供压是一个固定电压值，不能任意调节，并且白炽灯在半波电压下会轻微闪烁，所以这种电路的实用性不是很好。
类似这样的一个玩意就是电吹风，一些便宜电的电吹风就是靠切换一个1N5397来换档的。
单结晶体管和晶闸管课件
单结晶体管具有较低的触发电压和电流，因此功耗较低，适合用于小信号放大和开关控制。而晶闸管则具有较大 的通态电阻和较低的开关速度，适用于大电流和高电压的应用场景。
应用领域的比较
总结词
单结晶体管和晶闸管的应用领域各有 侧重。
详细描述
单结晶体管主要用于信号放大和开关 控制，如音频信号放大、振荡器等。 而晶闸管则广泛应用于电力控制和调 节，如电机控制、电源调节等。
06
展望与未来发展
新材料的应用
硅基材料
研究新型硅基材料，提高单结晶体管和晶闸管的性能和稳定性。
宽禁带半导体材料
利用宽禁带半导体材料如硅碳化物、氮化镓等，开发高效、高频的单结晶体管和晶闸管器件。
新工艺的探索
纳米工艺
研究纳米级单结晶体管和晶闸管制造工 艺，实现更小尺寸、更高性能的器件。
VS
柔性电子工艺
详细描述
由于单结晶体管的负阻特性和快速响应特性，使得它在定时电路中能够实现高 精度和高稳定性的定时控制，广泛应用于各种需要长时间定时的场合。
波形变换
总结词
单结晶体管在波形变换中具有重 要作用，能够实现多种波形之间 的转换。
详细描述
单结晶体管可以通过不同的电路 配置实现多种波形之间的转换， 如将正弦波转换为矩形波等，广 泛应用于各种波形变换的场合。
晶闸管的内部结构决 定了其工作特性，是 实现可控整流的关键 元件。
晶闸管有三个电极， 分别是阳极、阴极和 门极。
晶闸管的工作原理
当在阳极和阴极之间加上正向电压时，晶闸管处于阻断状态，无电流通过。
当在门极和阴极之间加上适当的正向电压时，晶闸管内部PNPN结构中的少数载流 子被吸引到门极附近，形成导通通道，电流可以通过晶闸管。
场效应管、晶闸管和单结晶体管的识别与检测
6.2 晶闸管的识别与检测 晶闸管又叫可控硅，是一种大功率半导体器 件，具有体积小、重量轻、容量大、效率高、 控制灵敏等优点。晶闸管具有硅整流器件的 特性，能在高电压、大电流条件下工作，工 作过程可以控制，被广泛应用在可控整流、 交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等 电子电路中。
6.2.1 晶闸管的分类
6.1.4场效应管使用注意事项 1.使用场效应管之前，必须首先搞清楚场效应管 的类型及它的电极，必要时应通过仪表进行测试。 结型场效应管的S、D极可互换，MOS场效应管的 S、D极一般也可互换，但有些产品S极与衬底连 在一起，这时S极与D极不能互换。 2.在线路设计中，应根据电路的需要选择场效应 管的类型及参数，使用时不允许超过场效应管的 耗散功率、最大漏源电流和电压的极限值。 3.各类型场效应管在使用时，都要严格按要求的 偏置接入电路中，要注意场效应管偏置的极性。 4.在安装场效应管时，注意安装的位置要尽量避 免靠近发热元件；为了防止管子振动，安装时要 将管子紧固；管脚引线在弯曲时，应当大于管子 根部尺寸５mm以上处进行，以防止弯断管脚而引 起漏气。
（2）单向晶闸管触发能力的判断
1 .对1A～10A的晶闸管，可用万用表的R×1档，红表笔接A极，黑表笔 接K极，表针不动；然后使红表笔周与A极相接的情况下，同时与控制极 G接触。此时可从万用表的指针上看到晶闸管的A-K之间的电阻值明显变 小，指针停在几欧到十几欧处，晶闸管因触发处于导通状态。给G极一 个触发电压后离开，仍保持红表笔接A极，黑表笔接K极，若晶闸管处于 导通状态不变，则表明晶闸管是好的；否则，晶闸管可能是损坏的。
6.3.3 单结晶体管的主要参数 （1）基极间电阻Rbb 。发射极开路时，基极b1、b2之间的 电阻，一般为2～10K ，其数值随温度上升而增大。通常 Rbb具有纯电阻特性，阻值大小与温度有关。 （2）分压比η 。分压比是指Rb1上产生电压Ub1与两基极 电压Ubb的比值，公式为：η=Ub1/Ubb=Rb1/Rbb，它由管 子内部结构决定的常数，一般为0.3～0.9。 （3）eb1间反向电压Vcb1 b2开路，在额定反向电压Vcb2 3 eb1 Vcb1 b2 Vcb2 下，基极b1与发射极e之间的反向耐压。 （4）反向电流Ieo 。b1开路，在额定反向电压Vcb2下， eb2间的反向电流。如果实际测得管子的反向电流太大，则 表明PN结的单向特性差，单结晶体管有漏电现象。 （5）发射极饱和压降Veo 。在最大发射极额定电流时， eb1间的压降。 （6）峰点电流Ip。 单结晶体管刚开始导通时，发射极电 压为峰点电压时的发射极电流。
晶闸管与单结晶体管
1.5 单结晶体管和晶闸管概念归纳单结晶体管：利用一个PN结构成的具有负阻特性的器件。
工作原理和特性曲线伏安特性变化如下图所示。
1、图中，当V BB固定，等效电路中，A点对b1的电压U A= V BB为定值。
当U e较小时，U e<U A，PN结反偏，此时只有很小的反向漏电流I EO（几微安）如图中曲线“1”段。
2、当U e增大，U e=U A时，PN结处于零偏，i E=0。
3、U e继续增大，当U e>U A，i E开始大于零，由于硅二极管的正向压降为0.7V，所以i E不会有显著的增加，这个电压称为峰值电压U P，对应电流称为峰值电流I P。
这一区域称为截止区。
4、U e继续增加，U e>U A，管子转向导通，PN结电流开始显著增加，这时将有大量的空穴进入基区，e、b1间载流子大量增加，使r b1迅速减小，而r b1的减小又使U A降低，导致i E又进一步加大，这种正反馈的过程，使i E急剧增加U A下降，单结管呈现了负阻特性，图中曲线“2”线段，到了“C”点负阻特性结束，C点电压U V称为谷点电压，一般为1～2.5V，对应的电流称为谷点电流Iv，一般为几毫安。
5、过了谷点之后，继续增加U e，i E～U e曲线形状接近二极管导通时的正向特性曲线。
如曲线“3”线段，此时称为饱和区。
饱和压降一般小于4～5V。
6、当改变V BB电压，改变了阀值电压U A，曲线的峰点电压也随之改变。
晶闸管：利用三个PN结构成的大功率可控整流器件。
晶体闸流管简称晶闸管，也称为硅可控元件（SCR），是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件，多用于可控整流、逆变、调压等电路，也作为无触点开关。
晶闸管是大功率器件，用在较高电压和较大电流的情况，需安装散热片。
工作原理阻断状态：当晶闸管的阳极A和阴极C之间加正向电压而控制极不加电压时，J2处于反向偏置，管子不导通，称为阻断状态。
触发导通过程：在很短时间内，两只管子均进入饱和状态，使晶闸管完全导通，这个过程称为触发导通过程。
单结管和晶闸管的识别与检测
单结管和晶闸管的识别与检测一、单结晶体管[1]单结管即单结晶体管，又称为双基极二极管，是一种具有一个PN结和两个欧姆电极的负阻半导体器件。
常见的有陶瓷封装和金属壳封装的单结晶体管。
[2]单结晶体管可分为N型基极单结管和P型基极单结管两大类。
单结晶体管的文字符号为“VT”，图形符号如图所示。
[3]单结晶体管的主要参数有：①分压比η，指单结晶体管发射极E至第一基极B1间的电压（不包括PN结管压降）在两基极间电压中所占的比例。
②峰点电压UP，是指单结晶体管刚开始导通时的发射极E与第一基极B1的电压，其所对应的发射极电流叫做峰点电流IP。
③谷点电压UV，是指单结晶体管由负阻区开始进入饱和区时的发射极E与第一基极B1间的电压，其所对应的发射极电流叫做谷点电流IV。
[4]单结晶体管共有三个管脚，分别是：发射极E、第一基极B1和第二基极B2。
图示为两种典型单结晶体管的管脚电极。
[5]单结晶体管最重要的特性是具有负阻性，其基本工作原理如图示（以N基极单结管为例）。
当发射极电压UE大于峰点电压UP时，PN结处于正向偏置，单结管导通。
随着发射极电流IE的增加，大量空穴从发射极注入硅晶体，导致发射极与第一基极间的电阻急剧减小，其间的电位也就减小，呈现出负阻特性。
[6]检测单结晶体管时，万用表置于“R×1k”挡，检测两基极间电阻：两表笔（不分正、负）接单结晶体管除发射极E以外的两个管脚，读数应为3～10kΩ。
[7]检测PN结正向电阻（N基极管为例，下同）：黑表笔接发射极E，红表笔分别接两个基极，读数均应为数千欧。
对调两表笔后检测PN结反向电阻，读数均应为无穷大。
如果测量结果与上述不符，说明被测单结管已损坏。
[8]测量单结晶体管的分压比η：按图示搭接一个测量电路，用万用表“直流10V”挡测出C2上的电压UC2，再按公式η=UC2/UB计算即可。
[9]单结晶体管的基本应用是组成脉冲产生电路，包括振荡器、波形发生器等，并可使电路结构大为简化。
单结晶体管调光电路
单结晶体管调光电路随着科技的不断发展，人们对于照明的需求也越来越高。
传统的灯光调节方式已经无法满足人们对于照明的个性化需求。
为了解决这个问题，科学家们研发出了单结晶体管调光电路，该电路通过控制单结晶体管的工作状态，实现对灯光的精确调节。
单结晶体管是一种电子器件，其内部结构由单晶硅材料构成。
相比于传统的晶体管，单结晶体管具有更高的可靠性、更低的功耗和更小的体积。
这使得单结晶体管成为了调光电路的理想选择。
单结晶体管调光电路的核心是通过改变单结晶体管的工作电流来控制灯光的亮度。
在调光电路中，单结晶体管作为一个控制器件，通过调节其输出电流来达到控制灯光亮度的目的。
当单结晶体管的工作电流较大时，灯光亮度较高；当单结晶体管的工作电流较小时，灯光亮度较低。
为了实现单结晶体管调光电路的精确控制，需要使用一个电流源来提供稳定的工作电流。
电流源可以是一个稳压电源，通过调节电源的输出电压来控制单结晶体管的工作电流。
当电源输出电压较高时，单结晶体管的工作电流较大；当电源输出电压较低时，单结晶体管的工作电流较小。
除了电流源之外，还需要一个控制电路来调节电源的输出电压。
控制电路可以根据需要来调节电源的输出电压，从而实现对单结晶体管的精确控制。
控制电路可以根据环境光照强度或用户的需求来自动调节灯光亮度，也可以通过外部控制信号来手动调节灯光亮度。
单结晶体管调光电路不仅可以实现对灯光亮度的精确控制，还可以实现对灯光色温的调节。
通过控制单结晶体管的工作电流和电压，可以改变灯光的色温，使其更加适应不同环境和需求。
除了灯光调节，单结晶体管调光电路还可以实现灯光的开关控制。
通过控制单结晶体管的工作状态，可以实现对灯光的开关控制，从而实现灯光的自动化控制。
单结晶体管调光电路是一种利用单结晶体管来实现灯光调节的技术。
它通过控制单结晶体管的工作电流和电压来实现对灯光亮度和色温的调节，从而满足人们对于照明的个性化需求。
随着技术的不断进步，相信单结晶体管调光电路将在未来得到更广泛的应用。
项目一模块1
重点、难点掌 握
URSMURRM - UA IH O
IG2
IG1 IG=0 UDRM Ubo +UA UDSM
UDRM=0.8UDSM , URRM=0.8URSM
取UDRM和URRM中较小值作为该器件
雪崩 击穿
的额定电压。取整1000V以下
（100V一个等级），2000~3000V
-IA
（200V一个等级），选用器件UR=（2~3）UTM
二、相关知识 （一）普通晶闸管
1、晶闸管的结构：
了解
结构：分为管芯及散热器两大部分。
方式：分为螺栓型和平板型两种。
螺栓型
平板型
电气图形符号
螺栓型晶闸管
晶闸管模块
平板型晶闸管外形及结构
螺栓型：散热效果差，用于200A以下容量的元件 平板型：散热效果好，用于200A以上的元件
内部结构： 四层（P-N-P-N） K、G）
A1 A2 A2 A1 A2 G UA2>UA1时，脉冲过来，晶闸管反向导通,电流
A1
单结晶体管
单结晶体管的结构
单结晶体管的伏安特性
三、项目实施
（一）认识晶闸管和单结晶体管外形 1．普通晶闸管 普通晶闸管的外形如图1-2所示。从外观上判断，3个电极 形状各不相同，无需作任何测量就可以识别。小电流TO220AB型塑封式和贴片式晶闸管面对印字面、引脚朝下， 则从左向右的排列顺序依次为阴极K、阳极A和门极G。小 电流TO-92型塑封式晶闸管面对印字面、引脚朝下，则从 左向右的排列顺序依次为阴极K、门极G和阳极A。小功率 螺栓式晶闸管的螺栓为阳极A，门极G比阴极K细，对于大 功率螺栓式晶闸管来说,螺栓是晶闸管的阳极A(它与散热器 紧密连接)，门极和阴极则用金属编制套引出，像一根辫子， 粗辫子线是阴极K，细辫子线是门极G。平板式晶闸管中 间金属环是门极G，用一根导线引出，靠近门极的平面是 阴极, 另一面则为阳极。
场效应管晶闸管和单结晶体管的识别与检测PPT文档28页
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
场效应管晶闸管和单结晶体管的识别 与检测
51、山气愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
晶闸管及其工作原理
1.9 、电力电子器件的驱动与保护
• （1）电力电子开关管的驱动：驱动器接收控制系统输出 的控制信号，经处理后发出驱动信号给开关管，控制开关 器件的通、断状态。 • （2）过流、过压保护：包括器件保护和系统保护两个方 面。检测开关器件的电流、电压，保护主电路中的开关器 件，防止过流、过压损坏开关器件。检测系统电源输入、 输出以及负载的电流、电压，实时保护系统，防止系统崩 溃而造成事故。 • （3）缓冲器：在开通和关断过程中防止开关管过压和过 • 流，减小开关损耗。
返 回
1.8.2 静电感应晶闸管（SITH）
它自1972年开始研制并生产； 优点：与GTO相比，SITH的通态电阻小、通态压 降低、开关速度快、损耗小及耐量高等； 应用：应用在直流调速系统，高频加热电源和开 关电源等领域；
缺点：SITH制造工艺复杂，成本高；
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1.8.3 MOS控制晶闸管（MCT）
1.9.1 电力电子器件的换流方式
定义：电流从一个臂向另一个臂转移的 过程称为换流（或换相）。
电力半导体器件可以用切断或接通电流 的开关表示。 • 在图1.9.1中，T1、T2表示由两个电力 半导体器件组成的导电臂，当T1关断，T2 导通时，电流流过T2；当T2关断，T1导通时， 电流i从T2转移到T1。 图1.9.1
模块一 调光灯
项目一 认识晶闸管和单结晶体管
• 1.1.1 晶闸管及其工作原理 • 1.1.2 晶闸管的特性与主要参数 • 1.1.3 晶闸管的派生器件
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1.1 、晶闸管
晶闸管 (Thyristor) 包括：普通晶闸管 (SCR) 、快速 晶 闸 管 (FST) 、 双 向 晶 闸 管 (TRIAC) 、 逆 导 晶 闸 管 (RCT) 、可关断晶闸管(GTO) 和光控晶闸管等。 普 通 晶 闸 管 ： 也 称 可 控 硅 整 流 管 (Silicon Controlled Rectifier), 简称SCR。 由于它电流容量大 , 电压耐量高以及开通的可控性 (目前生产水平： 4500A/8000V)已被广泛应用于相控整 流、逆变、交流调压、直流变换等领域, 成为特大功率 低频(200Hz以下)装置中的主要器件。
晶闸管与单结晶体管
1.5 单结晶体管和晶闸管概念归纳单结晶体管：利用一个PN结构成的具有负阻特性的器件。
工作原理和特性曲线伏安特性变化如下图所示。
1、图中，当V BB固定，等效电路中，A点对b1的电压U A= V BB为定值。
当U e较小时，U e<U A，PN结反偏，此时只有很小的反向漏电流I EO（几微安）如图中曲线“1”段。
2、当U e增大，U e=U A时，PN结处于零偏，i E=0。
3、U e继续增大，当U e>U A，i E开始大于零，由于硅二极管的正向压降为0.7V，所以i E不会有显著的增加，这个电压称为峰值电压U P，对应电流称为峰值电流I P。
这一区域称为截止区。
4、U e继续增加，U e>U A，管子转向导通，PN结电流开始显著增加，这时将有大量的空穴进入基区，e、b1间载流子大量增加，使r b1迅速减小，而r b1的减小又使U A降低，导致i E又进一步加大，这种正反馈的过程，使i E急剧增加U A下降，单结管呈现了负阻特性，图中曲线“2”线段，到了“C”点负阻特性结束，C点电压U V称为谷点电压，一般为1～2.5V，对应的电流称为谷点电流Iv，一般为几毫安。
5、过了谷点之后，继续增加U e，i E～U e曲线形状接近二极管导通时的正向特性曲线。
如曲线“3”线段，此时称为饱和区。
饱和压降一般小于4～5V。
6、当改变V BB电压，改变了阀值电压U A，曲线的峰点电压也随之改变。
晶闸管：利用三个PN结构成的大功率可控整流器件。
晶体闸流管简称晶闸管，也称为硅可控元件（SCR），是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件，多用于可控整流、逆变、调压等电路，也作为无触点开关。
晶闸管是大功率器件，用在较高电压和较大电流的情况，需安装散热片。
工作原理阻断状态：当晶闸管的阳极A和阴极C之间加正向电压而控制极不加电压时，J2处于反向偏置，管子不导通，称为阻断状态。
触发导通过程：在很短时间内，两只管子均进入饱和状态，使晶闸管完全导通，这个过程称为触发导通过程。
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b) 结构
c) 电气图形符号
在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。 反向重复峰值电压 URRM 在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。 通态（峰值）电压 UT 晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。 电流定额： 通态平均电流 IT(AV） 在环境温度为 40C 和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过 的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。 使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。 维持电流 IH 使晶闸管维持导通所必需的最小电流。 擎住电流 IL 晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后， 能维持导通所需的最小电流。对同 一晶闸管来说，通常 IL 约为 IH 的 2~4 倍。
浪涌电流 ITSM 指由于电路异常情况引起并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。 选择晶闸管额定电流的原则： 管子在额定电流时的电流有效值大于其所在电路中可 能流过的最大电流的有效值，同时取倍的余量，即：
10 难点 重点
1.57I T(AV) I T (1.5 ~ 2)I Tm
I T(AV) (1.5 ~ 2)
12 8 ′
晶闸管电路
晶体管触发电路
10
认识晶闸管和单结晶体管
A K K G A A G a) P1 N1 P2 N2 K b) c) K
G
J1 J2 J3
G
A
图 1-1 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 2、工作原理 通过做实验得出结论： 承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。 要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。 3、晶闸管的主要参数 电压定额： 断态重复峰值电压 UDRM
第二讲 掌握调光灯电路原理。
调光灯
认识晶闸管和单结晶体管
掌握晶闸管导通关断的条件，学会选用晶闸管。 了解单结晶体管工作原理。
晶闸管导通关断的条件，学会选用晶闸管。
单结晶体管工作原理。
电力二极管工作原理。晶闸管导通关的条件是什么，怎么样选用晶闸管。
党智乾
调光灯电路
′
提出问题
调光灯在日常生活中的应用非常广泛，其种类也很多。上图为常见的调光台灯 电路，分析调光灯电路原理。 复习： 1、电力（功率）二极管（Power Diode） 。允许电流较大电压较高的二极管。 2、按照器件能够被控制的程度，分为以下三类： 半控型器件（Thyristor） ：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。 全控型器件（IGBT,MOSFET)：通过控制信号既可控制导通又可控制关断。 不可控器件(Power Diode)：不能用控制信号来控制其通断, 不需驱动电路。 新知识： 一、普通晶闸管 1 、结构：晶闸管（ Thyristor ） ：晶体闸流管，可控硅整流器（ Silicon Controlled Rectifier——SCR）
二、可控硅的工作原理 导通条件：① 承受正向阳极电压； ② 承受正向门极电压。 关断条件：阳极电流小于维持电流 IH；阳极电压减小到零或使之反向。
H 1.0＜UT≤1.1
I 1.1＜UT≤1.2
课后小结：晶闸管导通关断的条件是什么，怎么样选用晶闸管。 板书设计：
§1.1 晶闸管的结构和工作特性
一、可控硅结构与符号： 三、可控硅的主要参数 （1）. 正向阻断峰值电压ＵDRM （2）. 反向阻断峰值电压ＵRRM （3）. 额定电流 IT（AV） （4）.控制极触发电流 IGT （5）.维持电流 IH
表 1-1
I Tm 1.57
晶闸管标准电压等级
表 1-4
组别 通态平均电压 （V） 组别 通态平均电压 （V） F 0.8＜UT≤0.9 A UT≤0.4
晶闸管通态平均电压分组
B C 0.5＜UT≤0.6 D 0.6＜UT≤0.7 E 0.7＜UT≤0.8
0.4＜UT≤0.5
G 0.9＜UT≤1.0