单结晶体管触发电路
单结晶体管触发电路
单结晶体管触发电路看一看单结晶体管触发电路如图3-1所示，注意观察电路中所用的元器件，特别是有关元器件的型号或参数。
三极管9012的管脚图如图3-2所示，单结晶体管BT33的管脚图如图3-3所示。
图3-1 单结晶体管触发电路图3-2 9012的管脚图图3-3 单结晶体管BT33的管脚图知识链接单结晶体管的基本特性：1．等效电路单结晶体管等效电路如图3-4所示。
r b1：E与B1间电阻，随发射极电流而变，即IE上升，r b1下降。
rb2：E与B2间的电阻，数值与IE无关。
rbb：两基极间电阻。
rbb = r b1 + rb2η：称为分压比，r b1与rbb的比值，η一般在0.3 ~ 0.8 之间。
图3-4 单结晶体管等效电路图2．导通条件VEE > ηVBB + VD (VD为PN结的正向电压)想一想如图3-1所示，单结晶体管触发电路是如何工作的？做一做1．检测图3-1所示电路中的元器件。
2．根据图3-1所示电路完成印制板图设计（板子尺寸：100mm×80mm）。
3．根据设计的印制板图在多孔板上完成电路的装接。
注意：电解电容、二极管、稳压二极管、三极管和单结晶体管的极性。
测一测用示波器实测并画出单结晶体管触发电路各点波形图，将结果画入如图3-5所示。
图3-5 测各点波形学一学单结晶体管触发电路工作特点：1．电源变压器的二次侧24V交流电压经单相桥式整流后由稳压管V5削波得到梯形波电压，该电压既作为单结晶体管触发电路的同步电压，又作为单结晶体管的工作电源电压。
2．V7、V8组成直接耦合放大电路，V7采用PNP型管，V8采用NPN型管，触发电路的给定电压（U1）由电位器RP调节，U1经V8放大后加到V7。
三极管V7相当于由U1控制的一个可变电阻，它起到移相的作用。
3．V9~V11是三极管V8的基极正反向电压保护作用。
实验二单结晶体管触发电路实验优秀课件
(2) GTR
开通驱动电流应使GTR处于准饱 和导通状态，使之不进入放大区 ib 和深饱和区。
关断GTR时，施加一定的负基极
O
电流有利于减小关断时间和关断
t
损耗。
关断后同样应在基射极之间施加 一定幅值（6V左右）的负偏压。
图1-30 理想的GTR基极 驱动电流波形
1.6.3 典型全控型器件的驱动电路
所需发射极电压。
电压、电流。
单结晶体管的特点
（1） UE < UP时单结管截止；
B2
UE > UP时单结管导通，
UE < UV时恢复截止。
E
（2）单结晶体管的峰点电压UP与
B1
外加固定电压UBB及分压比
有关，外加电压UBB或分压比不同，则峰点电
压UP不同。
（3） 不同单结晶体管的谷点电压UV和谷点电流IV
1.6.1 电力电子器件驱动电路概述
分类
按照驱动信号的性质分，可分为电流驱动型和电压驱 动型。 驱动电路具体形式可为分立元件的，但目前的趋势是 采用专用集成驱动电路。
双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内 的混合集成电路。 为达到参数最佳配合，首选所用器件生产厂家专门 开发的集成驱动电路。
1.6.2 晶闸管的触发电路
uL
六、思考题
➢ (1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路 中C1的数值有什么关系?
单结晶体管触发电路的工作原理之同步振荡
单结晶体管触发电路的工作原理之同步振荡
如下图所示，主回路为一单相桥式半控整流电路。
图中晶体管只有在承受正向电压的半周内才能触发导通。
为了使VT1和VT2每次导电的控制角a都相同并固定下来，触发脉冲必须在电源电压每次过零后滞后a角出现。
触发脉冲与电源电压的相位配合需要同步。
采用变压器一次侧接主电路电源，二次侧经整流、稳压削波，得到梯形波，作为触发电路电源，也作为同步信号。
当主电路电压过零时，触发电路的电压也过零，单结管的E bb也降到零，满足电容C放电完毕，在下一个半波从零开始充电以起到同步作用。
从图b还可看到，每半周中电容充放电可不止一次，晶闸管由第一个脉冲触发导通，后面的脉冲是不起作用的。
图a 单结晶体管的同步振荡触发电路
图b 单结晶体管的同步振荡触发电路
改变Re，就可改变电容充电速度，达到改变a角的目的。
图b中给出改变Re后，uc、ub1和ud的波形。
实际应用中，用晶体管V来代替电位器Re，可实现自动移相，如下图中V2所示。
脉冲也可通过脉冲变压器Tp输出，以实现两个脉冲之间以及触发电路和主电路之间的隔离单结管触发电路较简单，易调整，输出脉冲前沿陡，但触发功率小，脉冲较窄，可用的移相范围约150°，故一般用于小容量的系统中。
与控制系统相接的单结晶管脉冲移相电路
单相可控整流电路比较简单，由于对三相电网来说只是一相负载，输出直流电压的脉动也较大，因此除了在只有单相电源的电力牵引传动装置中应用外，通常只用在4kw以下的小功率装置中。
单结晶体管触发电路
优点：单结晶体管触发电路比较简单，温度性能比较好，有一定的抗干扰能力，
缺点：脉冲前沿陡，输入功率较小，脉冲宽度较窄，只能承受调节RP （电位器R2）,无法加入其它信号，移相范围≤180°，
一般为150°此电路可以用在单相可控硅整流电路要求不高的场合，能触发50A 以下的晶闸管。
交流电压经桥式整流和稳压后削波后得到梯形电压。
脉冲电压形成时梯形同步电压经R2、R3对电容C 充电，
C 两端电压上升到单结晶体管峰点电压UP(BT33的峰点电压）时，单结晶体管由截止变为导通，通过e---b1---R5放电，
放电电流在电阻RB1（放电电阻R5)上产生一组尖顶脉冲电压，由RB1(放电电阻R5)输出一组触发脉冲，其中第一个脉冲使晶闸管触发导通，后面的脉冲对晶闸管工作没有影响。
随着C 的放电，当电容两端电压下降到单结晶体管谷点电压UV(BT33谷底电压）时单结晶体管重新截止，
C 重新充电，重复上述过程。
RB1(放电电阻R5)上又输出一组峰顶脉冲电压，这个过程重复进行。
当梯形电压过零点时，电容C 两端电压也为零，因此电容每一次连续充放电的起点就是电源电压过零点，这样就保证输出电压的频率和电源频率同步。
移相是通过改变RP(电位器R2)的大小实现的，改变RP(电位器R2)的大小可以改变C 的充电速度，因此就改变了第一个脉冲出现的时间，从而达到了移相的目的。
分析单结晶体管触发电路
谷点电流IV。由于UE随IE增大而减小，动态电阻 reb1
U E I E
为负值，故从P点到V
点这段曲线称为单结晶体管的负阻特性。对应这段负阻特性的区域称为负阻区。
V点以后，当IE继续增大，空穴注入N区增大到一定程度，部分空穴来不及与 基区电子复合，出现空穴剩余，使空穴继续注入遇到阻力，相当于RB1变大，因 此在V点之后，元件又恢复正阻特性，UE随着IE的增大而缓慢增大。这段区域称 为饱和区。显然，UV是维持管子导通的最小发射极电压，一旦UE<UV，管子将 截止。
2020年9月27日星期日
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学习情第境7一章单相电可控力整电流子电技路术的制作
由上述分析可知，单结晶体管具有以下特点：
பைடு நூலகம்1.当发射极电压UE小于峰点电压UP时，单结晶体管为截 止状态，当UE上升到峰点电压时，单结晶体管触发导通。
2.导通后，若UE低于谷点电压UV，单结晶体管立即转入 截止状态。
3.峰点电压UP与管子的分压比η及外加电压UBB有关。 η
接上外加电源UEE，调整RP使UE由零逐渐加大，在UE<UA+UD=ηUBB+UD时 （UD为等效二极管的正向压降），二极管因反偏而截止，发射极仅有很小的反 向电流流过。E与B1间呈现很大的电阻，管子处于截止状态，这段区域称截止区。 如图b中OP段。
当UE升高到UE=ηUBB+UD时，达到图b中P点，二极管开始正偏而导通。IE随 之开始增加。P点所对应的发射极电压UP和电流IP分别称为单结晶体管的峰点电
2020年9月27日星期日
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学习情第境7一章单相电可控力整电流子电技路术的制作
当E极开路时，图中A点对B1极间电压（即上压降）为
式中
实验一 单结晶体管触发电路实验
实验一单结晶体管触发电路实验一、实验目的(1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。
3 双踪示波器自备三、实验线路及原理单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。
四、实验内容(1)单结晶体管触发电路的调试。
(2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。
五、预习要求阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
六、思考题(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系?(2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?七、实验方法(1)单结晶体管触发电路的观测将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。
在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路，经半波整流后“1”点的波形，经稳压管削波得到“2”点的波形，调节移相电位器RP1，观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形；最后观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30°～170°范围内移相?(2)单结晶体管触发电路各点波形的记录当α＝30o、60o、90o、120o时，将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来，并与图1-9的各波形进行比较。
单结晶体管触发电路(解析)教学文案
单结晶体管触发电路浏览2695发布时间2009-03-20单结晶体管触发电路之一图1（a）是由单结晶体管组成的张弛振荡电路。
可从电阻R1上取出脉冲电压ug。
(a) 张弛振荡电路(b) 电压波形图1 单结晶体管张弛振荡电路假设在接通电源之前，图1(a)中电容C上的电压uc为零。
接通电源U后，它就经R向电容器充电，使其端电压按指数曲线升高。
电容器上的电压就加在单结晶体管的发射极E和第一基极B1之间。
当uc等于单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管导通，电阻RB1急剧减小（约20Ω），电容器向R1放电。
由于电阻R1取得较小，放电很快，放电电流在R1上形成一个脉冲电压ug，如图1(b)所示。
由于电阻R取得较大，当电容电压下降到单结晶体管的谷点电压时，电源经过电阻R供给的电流小于单结晶体管的谷点电流，于是单结晶体管截止。
电源再次经R向电容C充电，重复上述过程。
于是在电阻R1上就得到一个脉冲电压ug。
但由于图1（a）的电路起不到如后述的“同步”作用，不能用来触发晶闸管。
单结晶体管触发电路之二单结晶体管触发电路如图2所示，带有放大器。
晶体管T1和T2组成直接耦合直流放大电路。
T1是NPN型管，T2是PNP型管。
UI是触发电路的输入电压，由各种信号叠加在一起而得。
UI经T1放大后加到T2。
当UI增大时，IC1就增大，而使T1的集电极电位UC1，即T2的基极电位UB2降低，T2更为导通，IC2增大，这相当于晶体管T2的电阻变小。
同理，UI减小时，T2的电阻变大。
因此，T2相当于一个可变电阻，随着UI的变化来改变它的阻值，对输出脉冲起移相作用，达到调压的目的。
输出脉冲可以直接从电阻R1上引出，也可以通过脉冲变压器输出。
图2 单结晶体管触发电路因为晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲变压器副边串联二极管D1，可将反向电压隔开，而并联D2，可将反向电压短路。
单结晶体管触发电路之三——单相半控桥式整流电路图3 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路改变电位器R P的数值可以调节输出脉冲电压的频率。
单结晶体管触发电路
U UV U U P RE IV IP
（ 2）、电阻的选择 电阻是用来补偿温度对峰点电压的影响，通常取值范围为： 200～ 600。 （ 3）、输出电阻的选择 输出电阻的大小将影响将影响输出脉冲的宽度与幅值，通常取值 范围为：50～100。 （ 4）、电容C的选择 电容 C的大小与脉冲宽窄和的大小有关，通常取值范围为：0.1～ 1。
有合格的元件均能可靠触发，可参考元件出厂的试验数据或产
品目录来设计触发电路的输出电压和电流值。
(3） 触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡， 以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流 而维持导通。普通晶闸管的导通时间约为6 μs， 故触发脉冲
的宽度至少应有6μs以上。对于电感性负载，由于电感会抵制 电流上升，因而触发脉冲的宽度应更大一些， 通常为0.5～1
ig ig m
0
t1
t
图1-14 强触发电流波形
（4） 触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相 范围必须满足电路要求。为保证控制的规律性，要求晶闸管 在每个阳极电压周期都必须在相同的控制角触发导通，这就 要求触发脉冲的频率与阳极电压的频率一致，且触发脉冲的
前沿与阳极电压应保持固定的相位关系，这叫做触发脉冲与 阳极电压同步。不同的电路或者相同的电路在不同负载、不
3．触发电路各元件的选择
（ 1）、充电电阻的选择 改变充电电阻的大小，就可以改变张驰振荡电路的频率，但是频 率的调节有一定的范围，如果充电电阻选择不当，将使单结晶体 管自激振荡电路无法形成振荡。 充电电阻的取值范围为： 其中： ——加于图中B-E两端的触发电路电源电压 ——单结晶体管的谷点电压 ——单结晶体管的谷点电流 ——单结晶体管的峰点电压 ——单结晶体管的峰点电流
单结晶体管触发电路
（3）移相控制
工作原理： 当Re增大时，单结晶体管发射极充电到峰点电压Up的 时间增大，第一个脉冲出现的时刻推迟，即控制角α 增 大，实现了移相。
（4）脉冲输出 工作原理：
触发脉冲ug由Ｒ1直接取出，这种方法简单、经济， 但触发电路与主电路有直接的电联系，不安全。对于晶 闸管串联接法的全控桥电路无法工作。所以一般采用脉 冲变压器输出。
围必须满足电路要求。
图2.4.1
强触发电流波形
特点：
2.4.2 晶闸管触发电路
由单结晶体管构成的 触发电路具有简单、可靠、 抗干扰能力强、温度补偿 性能好，脉冲前沿陡等优 点，在小容量的晶闸管装 置中得到了广泛应用。 组成： 由自激振荡、同步电 源、移相、脉冲形成等 部分组成。
图2.4.2 单结晶体管触发电路及波形
T 1 Re C ln( ) 1
图2.4.2 单结晶体管触发电路及波形
上式中 0.3 ~ 0.9是单结晶体管的分压比，即调节Ｒe，可调节振荡频率。
（2）同步电源 工作原理：
同步电压由变压器TB获得，而同步变压器与主电路接至同一 电源，故同步电压与主电压同相位、同频率。 同步电压经桥式整流、稳压管Dw削波为梯形波uDW，而削波 后的最大值Uw既是同步信号，又是触发电路电源。 当uDW过零时，电容C经e-b1、R1迅速放电到零电压。这就是说， 每半周开始，电容 C 都从零开始充电。进而保证每周期触发电路 送出第一个脉冲距离过零的时刻（即控制角α 1 对触发电路的要求
触发电路对其产生的触发脉冲要求：
１、触发信号可为直流、交流或脉冲电压。 ２、触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。
３、触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使
元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维 持导通。 ４、触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范
实验三-单结晶体管触发电路
实验三 晶闸管触发电路——单结晶体管触发电路一、实验目的：1、 掌握单结晶体管触发电路的工作原理；2、 学会使用示波器测量单结晶体管触发电路的个点电压波形；一、实验仪器设备：1、 ZEC-410型实验台2、 EM-11实验挂箱3、 双踪示波器一台4、 万用表一块、一字型螺丝刀一把（调节RP1用）三、实验原理：单结晶体管触发电路，是利用单结晶体管（双基极二极管）的负阻特性和RC 的充放电特性，构成频率可调的自激振荡电路，如图3-1所示0%R1R2R3R4R5R6D1D2VST1VST2C1V1V2C2T123456T2K GV3RP1图3-1 单结晶体管触发电路由同步变压器T1副边输出的交流同步电压，经D1半波整流，再由稳压管VST1,VST2进行削波，而得到梯形波电压，其过零点与晶闸管阳极电压的过零点一致，梯形波通过R5,V2向电容C2充电，当充电电压达到单结晶体管的峰点电压时，单结晶体管V3导通，从而通过脉冲变压器T2输出脉冲。
同时C2经V3和T2原边放电，由于时间常数很小，U c2很快下降至单结晶体管的谷点电压,V3重新关断，C2再次充电。
每个梯形波周期，V3可能导通，关断多次，但只有第一个输出脉冲起作用。
电容C2的充电时间常数由R7和V2的等效电阻等决定，调节RP1的滑动触点可改变V1的基极电压，使V1,V2都工作在放大区，即等效电阻可由RP1来调节，也就是说一个梯形波周期内的第一个脉冲出现时候（控制角）可由RP1来调节，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。
四、实验内容及步骤：1、将控制台左上角的交流数字电压表（如图3-2所示）切换到300V档，用专用连接线将图3-2 数字交流电压表（左）及数字交流电流表（右）数字交流电压表接到单、三相可调交流电源输出的“U”孔和“N”孔中，如图3-3所示图3-3 单、三相可调交流电源调节“交流电源输出调节”旋钮，使电压表读数为200V；2、将连接交流电压表的两根连线改接到EM-11挂箱的“同步交流电压输入”端，并打开EM-11挂箱右下角的电源开关，T1原边同步交流电压信号已在内部接好。
单结晶体管触发实验报告
单结晶体管触发实验报告本实验的目的是探究单结晶体管作为触发器的原理与特性，并进行观察和测量。
实验步骤如下：1.搭建电路本实验所用电路如图所示：┌─R1───┐│ │├─R2───┤│ │Vin ────R3─────┴───────┴───────R4───Vout│ │├─Q1───┤│ │└───────┘其中，Vin为输入信号，Vout为输出信号，R1、R2分别为输入电阻和输出电阻，R3和R4为电路电阻，Q1为单结晶体管。
2.观测Q1的特性曲线第一步是使用万用表，以0.1mA的步进电流逐渐改变Q1的基极电流，得到Q1的特性曲线，如下图所示：从图中可以看出，Q1的特性曲线在基极电流达到一定值后变的非常陡峭，这是因为当基极电流足够大时，Q1的饱和电流会被激发，从而出现大量的载流子，进而增加晶体管的导电性，使得晶体管的输出电流大幅上升。
3.测量电路的工作范围第二步是使用示波器，观察输入信号在何时能够将Q1从截止区带进饱和区。
具体做法是先将输入电压调整至0V，然后缓慢地增加输入电压，观察到Q1开始导通的瞬间，这个瞬间的电压便是Q1的触发电压。
通过多次重复这个过程，可以得到电路的工作范围。
4.观察输出波形最后一步是通过示波器观察电路的输出波形，当输入电压超过触发电压时，Q1会从截止区带进饱和区，输出信号会出现一个高电平，持续时间取决于RC时间常数，直至输入电压再次下降到触发电压以下，输出信号回到低电平。
可以发现，output信号的上升和下降时间是相对较慢的，这是由于RC时间常数的影响。
结论：单结晶体管是一种具有明显阈值的非线性元件，当输入信号超过一定阈值时，可以被用作触发器，触发输出信号。
此外，在实际应用过程中，需要注意Q1的最大功率，否则可能会导致晶体管烧毁。
单结晶体管触发电路
0
大容量晶闸管门极触发电流要求脉冲峰值在
t
t1
t2
t3
1A ~ 1.5 A以上，前沿的电流上升率大于1 A s
(4)触发脉冲与主电路电源电压必须同步，并保持与工作状态相适应的相 位关系。 (5)触发电路应保证变流电路各元件触发脉冲的对称性。
(6)相控触发电路应采有良好的抗干扰性能和温度稳定性以及主电路的电 气隔离。采取电磁兼容技术措施和冷却措施。
单相半波可控整流电路
及单结晶体管及触发电路
----单结晶体管触发电路
晶闸管相控触发电路
晶闸管门极驱动电路也称为触发电路； 晶闸管通常采用相位控制方式。
电源 变流电路
触发信号
负载
同步电路
驱动电路
反馈信号
同步信号
移 相 控制电路
相 位 控制信号
控制电路
给定信号
一般晶闸管变流电路的控制框图
晶闸管相控触发电路
V
IP
负阻区
Ie
Re Ee Ue
e
0
U bb
截止区
IV
50 mA
Rb1
I b1
b1
饱和区
Ie
a)单结晶体管测试电路 b)单结晶体管测试等效电路
Rb1 Rb1 Rb 2
c)单结晶体管伏安特性
2.单结晶体管弛张振荡电路
(1).电路结构
U S
Re
(2).工作原理
V
ue ie
C
a.
S断开时，电容C的端电压为零。
满足振荡条件的Re取值为：
Uc UP
0
U UV U UP Re IP U IV
e
UV
t
实验一 单结晶体管触发电路实验
实验一单结晶体管触发电路实验一、实验目的(1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件DJK01电源控制屏、DJK03-1晶闸管触发电路、双踪示波器三、实验线路及其原理单结晶体管又称双基极二极管，利用单结晶体管的负阻特性和RC的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1所示。
图1 单结晶体管触发电路原理图图中V6为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT55两种，由等效电阻V5和C1组成RC充电回路，由C1-V6-脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP1即可改变C1充电回路中的等效电阻。
单结晶体管触发电路的工作原理为：由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管V1、V2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压UP时，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。
同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压UV，使V6关断，C1再次充电，周而复始，在电容C1两端呈现锯齿波形，在脉冲变压器副边输出尖脉冲。
在一个梯形波周期内，V6可能导通、关断多次，但只有输出的第一个触发脉冲对晶闸管的触发时刻起作用。
充电时间常数由电容C1和等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电的时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。
四、实验内容(1)单结晶体管触发电路的调试。
(2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察五、预习要求阅读本实验讲义及电力电子技术教材中有关内容，弄清楚单结晶体管触发电路的工作原理。
六、思考题(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系？(2)单结晶体管触发电路的移相范围能够达到180 ?七、实验方法(1)单结晶体管触发电路的观测将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V(不能打到“交流调速”侧工作)，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路，经半波整流后“1”点波形，经稳压管削波得到“2”点的波形，调节移相电位器RP1，观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形；最后观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30~170。
实验一 单结晶体管触发电路和单相半波整流电路实验资料
实验一 单结晶体管触发电路和单相半波整流电路实验1.实验目的 （1）熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用，掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
（2）掌握单相半波可控整流电路在电阻负载时的工作。
2.实验线路及实验原理 （1）单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路的工作原理为：利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和RC 的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1所示。
图中VT3为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT35两种，由等效电阻和C 组成RC 充电回路，由C -VT 3-脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP 即可改变C 充电回路中的等效电阻。
U V图 1 单结晶体管触发电路原理图（2）单相半波可控整流电路图2所示为单相半波可控整流电路接线图。
图2中的负载R 用挂件NMEL-03/4的可调电阻，电阻值为450Ω。
直流电压表及直流电流表从挂件NMEL-06/1上得到。
图2中的晶闸管VT1选用NMCL-050上的VT2。
单结晶体管触发电路的输出端“G ”和“K ”接到晶闸管的门极和阴极（此部分线缆为挂件内部已连接好的，不用自行接线）。
图 2 单相半波可控整流电路原理图3.实验设备实验台主控制屏、NMCL31A 低压控制电路及仪表、NMCL-050晶闸管触发电路、MEL-03/4三相可调电阻、NMEL06/1直流电压/电流表、双踪示波器、万用表。
4.实验内容(1)控制电路调试：单结晶体管触发电路的调试和波形观测点的波形记录 设备给电：① 将实验台左侧面上的三相调压器向内调到底，此时实验台三相电压输出为0。
同时将NMCL31A 中，低压电源的拨码开关拨到ON 位置。
② 将电源控制屏的主电源开关闭合，即按下主控制屏绿色开关按钮，此时主控制屏U 、V 、W 端有电压输出，大小通过三相调压器调节。
本实验中，调节U uv =200V 。
③ 按下主控制屏红色开关按钮，主控制屏U 、V 、W 端没有电压输出。
单结晶体管触发电路实验原理
单结晶体管触发电路实验原理单结晶体管触发电路实验原理单结晶体管触发电路是一种常用的电路，在实际电路中得到广泛应用，主要用于实现时间延迟、脉冲放大、钟形波形产生等功能。
单结晶体管触发电路由一个单结晶体管和少量的外部元件组成，其中单结晶体管作为开关管，在电路中起到触发的作用。
实验目的：1. 掌握单结晶体管的基本性质及其工作原理。
2. 了解单结晶体管触发电路的组成原理及其工作性能。
3. 学会使用示波器和万用表等仪器进行电气测量，掌握电路参数的测量方法。
实验器材：1. 单结晶体管（2N3904）一个2. 电容器（10μF）一个3. 电感线圈（33mH）一个4. 变阻器（10kΩ）一个5. 电源（12V）一个6. 示波器一个7. 万用表一个实验原理：单结晶体管是一种半导体器件，它由一个PN结构组成，该结构具有正极性和负极性两个区域。
当单结晶体管处于正向偏置状态时，P区的空穴和N区的自由电子在PN结处相遇，发生复合现象，并释放出能量。
这些能量以光子的形式从PN结的两侧发射出来，形成光子流。
光子流引起PN结区域的电流急剧上升，使得单结晶体管处于导通状态。
当单结晶体管处于反向偏置状态时，P区的空穴和N区的自由电子被PN结的势垒隔离，不能通过PN结流过去，因此单结晶体管处于截止状态。
单结晶体管触发电路是基于单结晶体管的开关特性设计的电路。
它由单结晶体管、电容器、电感线圈、变阻器和电源组成。
当电源加上电路时，电容器开始充电，直到电压达到单结晶体管的开启电压为止，单结晶体管导通，电容器的电荷被释放，产生一个脉冲输出信号，同时电感线圈的磁场也会随之变化，这会产生一个反向的电压，使得单结晶体管再次处于截止状态。
实验步骤：1. 连接电路：将单结晶体管、电容器、电感线圈、变阻器和电源按照电路图相连接，注意极性。
2. 调节变阻器：使用万用表测量电路中各个元件的参数，并调节变阻器使得单结晶体管触发电路的电压到达开启电压。
3. 测量电路输出波形：将示波器的探头分别接在单结晶体管的发射极和集电极上观察输出波形，并使用示波器测量输出脉冲的频率。
(完整版)单结晶体管触发电路(解析)
单结晶体管触发电路浏览2695发布时间2009-03-20单结晶体管触发电路之一图1（a）是由单结晶体管组成的张弛振荡电路。
可从电阻R1上取出脉冲电压ug。
(a) 张弛振荡电路(b) 电压波形图1 单结晶体管张弛振荡电路假设在接通电源之前，图1(a)中电容C上的电压uc为零。
接通电源U后，它就经R向电容器充电，使其端电压按指数曲线升高。
电容器上的电压就加在单结晶体管的发射极E和第一基极B1之间。
当uc等于单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管导通，电阻RB1急剧减小（约20Ω），电容器向R1放电。
由于电阻R1取得较小，放电很快，放电电流在R1上形成一个脉冲电压ug，如图1(b)所示。
由于电阻R取得较大，当电容电压下降到单结晶体管的谷点电压时，电源经过电阻R供给的电流小于单结晶体管的谷点电流，于是单结晶体管截止。
电源再次经R向电容C充电，重复上述过程。
于是在电阻R1上就得到一个脉冲电压ug。
但由于图1（a）的电路起不到如后述的“同步”作用，不能用来触发晶闸管。
单结晶体管触发电路之二单结晶体管触发电路如图2所示，带有放大器。
晶体管T1和T2组成直接耦合直流放大电路。
T1是NPN型管，T2是PNP型管。
UI是触发电路的输入电压，由各种信号叠加在一起而得。
UI经T1放大后加到T2。
当UI增大时，IC1就增大，而使T1的集电极电位UC1，即T2的基极电位UB2降低，T2更为导通，IC2增大，这相当于晶体管T2的电阻变小。
同理，UI减小时，T2的电阻变大。
因此，T2相当于一个可变电阻，随着UI的变化来改变它的阻值，对输出脉冲起移相作用，达到调压的目的。
输出脉冲可以直接从电阻R1上引出，也可以通过脉冲变压器输出。
图2 单结晶体管触发电路因为晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲变压器副边串联二极管D1，可将反向电压隔开，而并联D2，可将反向电压短路。
单结晶体管触发电路之三——单相半控桥式整流电路图3 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路改变电位器R P的数值可以调节输出脉冲电压的频率。
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电容C的大小与脉冲宽窄和的大小有关，通常取值范围为：0.1～ 1。
实验电路
实验电路
实验记录
2.6.3同步信号为锯齿波的触发电路
总结
由此可见，若锯齿波的频率与主电路电源频率同步即能使触发脉冲与主电路 电源同步，锯齿波是由V2管来控制的，V2管由导通变截止期间产生锯齿波， V2管截止的持续时间就是锯齿波的脉宽， V2管的开关频率就是锯齿波的频 率。在这里，同步变压器TS和主电路整流变压器接在同一电源上，用TS次 级电压来控制V2的导通和截止，从而保证了触发电路发出的脉冲与主电路电 源同步。 所以只要V2管周期性导通关断，电容C2两端就能得到线性很好的锯齿波电 压。 脉冲产生的时刻是由V4导通时刻决定（锯齿波和Ub、Uc之和达到0.7Ｖ时）， 工作时，把负偏移电压Ub调整到某值固定后，改变控制电压Uc，就能改变 ub4波形与时间横轴的交点，就改变了V4转为导通的时刻，即改变了触发脉 冲产生的时刻，达到移相的目的。 电路中增加负偏移电压Ub的目的是为了调整Uc＝０时触发脉冲的初始位置。 由此可见，脉冲产生时刻由Ｖ４导通瞬间确定，脉冲宽度由V5、V6持续截止 的时间确定。所以脉宽由C3反充电时间常数(τ=C3R11)来决定。
电压结束。之后电容从Uv值又开始充电，充电到Up时，单结晶
体管又导通，此过程一直重复下去，在R1上就得到一系列的脉 冲电压。由于C的放电时间常数τ1=（ R1 +RB1）C, 远小于充电
时间常数τ2=REC，故脉冲电压为锯齿波。uC和u R1的波形如图118所示。改变RE的大小，可改变C的充电速度，从而改变电路 的自振荡频率。
在每个阳极电压周期都必须在相同的控制角触发导通，这就
要求触发脉冲的频率与阳极电压的频率一致，且触发脉冲的 前沿与阳极电压应保持固定的相位关系，这叫做触发脉冲与 阳极电压同步。不同的电路或者相同的电路在不同负载、不 同用途时，要求α的变化范围（移相范围）亦即触发脉冲前沿 与阳极电压的相位变化范围不同， 所用触发电路的脉冲移相 范围必须能满足实际的需要。
（b）理论波形
调节电位器RP的旋钮，观察D点的波形的变化范围。
3．触发电路各元件的选择
（1）、充电电阻的选择 改变充电电阻的大小，就可以改变张驰振荡电路的频率，但是频 率的调节有一定的范围，如果充电电阻选择不当，将使单结晶体 管自激振荡电路无法形成振荡。
充电电阻的取值范围为：
其中：
U UV U U P RE IV IP
晶闸管触发电路
1.4 晶闸管触发电路
1.4.1 对触发电路的要求
晶闸管的型号很多，其应用电路种类也很多，不同的晶闸
管型号、不同的晶闸管应用电路对触发信号都会有不同的具体 要求。归纳起来， 晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和 脉冲列调制触发等。不管是哪种触发电路， 对它产生的触发 脉冲都有如下要求： （1） 触发信号可为直流、交流或脉冲电压。由于晶闸管触 发导通后，门极触发信号即失去控制作用，为了减小门极的损 耗，一般不采用直流或交流信号触发晶闸管，而广泛采用脉冲
3．单结晶体管触发电路
②、削波后梯形波电压波形 将探头的测试端接于“B”点，测得B点的波形
（a）实测波形
（b）理论波形
（2）脉冲移相与形成
1）电路组成 脉冲移相由电阻RE和电容C组成，脉冲形成由单结晶体管、 温补电阻R3、输出电阻R4组成。 改变张驰振荡电路中电容C的充电电阻的阻值，就可以改 变充电的时间常数，图中用电位器RP来实现这一变化，例 如：
3． 脉冲输出
触发脉冲由R1直接取出，这种方法简单、经济， 但触发
Hale Waihona Puke 电路与主电路有直接的电联系，不安全。 可以采用脉冲变压
器输出来改进这一触发电路。
3．单结晶体管触发电路
3）波形分析 单结晶体管触发电路的调试以及在今后的使用过程中的检修 主要是通过几个点的典型波形来判断个元器件是否正常。 ①桥式整流后脉动电压的波形 将探头的测试端接于“A”点，接地端接于“E”点，测得波 形。
触发信号。
（2） 触发脉冲应有足够的功率。触发脉冲的电压和电流
应大于晶闸管要求的数值，并留有一定的裕量。触发功率的大 小是决定晶闸管元件能否可靠触发的一个关键指标。 由于晶 闸管元件门极参数的分散性很大，随温度的变化也大，为使所 有合格的元件均能可靠触发，可参考元件出厂的试验数据或产
品目录来设计触发电路的输出电压和电流值。
于Uv ，则单结晶体管将由导通转化为截止。
综上所述， 单结晶体管具有以下特点： （1） 当发射极电压等于峰点电压Up时，单结晶体管导通。
导通之后，当发射极电压小于谷点电压Uv时，单结晶体管就恢
复截止。 （2） 单结晶体管的峰点电压Up与外加固定电压及其分压比 η有关。 （3） 不同单结晶体管的谷点电压Uv和谷点电流Iv都不一样。
——加于图中B-E两端的触发电路电源电压
——单结晶体管的谷点电压 ——单结晶体管的谷点电流 ——单结晶体管的峰点电压 ——单结晶体管的峰点电流
（2）、电阻的选择 电阻是用来补偿温度对峰点电压的影响，通常取值范围为： 200～600。 （3）、输出电阻的选择
输出电阻的大小将影响将影响输出脉冲的宽度与幅值，通常取值 范围为：50～100。
(3） 触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡， 以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流 而维持导通。普通晶闸管的导通时间约为6 μs， 故触发脉冲 的宽度至少应有6μs以上。对于电感性负载，由于电感会抵制 电流上升，因而触发脉冲的宽度应更大一些， 通常为0.5～1
ms。 此外，某些具体的电路对触发脉冲的宽度会有一定的要
2.4.3 集成触发电路
目前国内生产的集成触发器有KJ系列和KC 系列，国外生产的有TCA系列，下面简要 介绍由KC系列的KC04移相触发器和KC4lC 六路双脉冲形成器所组成的三相全控桥集 成触发器的工作原理。
UE Up P
Uv 0 Ip
V Iv IE
图 1-17 单结晶体管发射极伏安特性曲线
当IE增大至一定程度时，载流子的浓度使注入空穴遇到阻
力， 即电压下降到最低点，这一现象称为饱和。欲使IE继续增 大，必须增大电压UE。由负阻区转化到饱和区的转折点V称为 谷点。与谷点对应的电压和电流分别称为谷点电压Uv和谷点电 流Iv。谷点电压是维持单结晶体管导通的最小电压，一旦UE小
t
0 (b)
t
图 1-19 单结晶体管触发电路及其波形 (a) 电路； (b) 波形
1． 同步电源
同步电压由变压器TB获得， 而同步变压器与主电路接至
同一电源， 故同步电压与主电压同相位，同频率。同步电压
经桥式整流再经稳压管VDW削波为梯形波uVDW，它的最大值 UW，uVDW既是同步信号，又是触发电路的电源。当uVDW过零
应该注意，当RE的值太大或太小时，不能使电路振荡。当
RE太大时，较小的发射极电流IE能在RE上产生大的压降，使电 容两端的电压uC升不到峰点电压Up，单结晶体管就不能工作到 负阻区。当 RE太小时， 单结晶体管导通后的IE将一直大于Iv， 单结晶体管不能关断。 欲使电路振荡，RE的值应满足下列条件
下面分析单结晶体管的工作情况。 调节RP，使UE从零逐渐增加。当UE ＜ηUBB时，单结晶体管 PN结处于反向偏置状态，只有很小的反向漏电流。当发射极电 位UE比ηUBB高出一个二极管的管压降UVD时，单结晶体管开始
导通，这个电压称为峰点电压Up，故Up =ηUBB+ UVD, 此时的发
射极电流称为峰点电流Ip, Ip是单结晶体管导通所需的最小电流。
电路，那么当基极上加电压UBB时，RB1上分得的电压为
RB1 RB1 UA U BB U BB U BB RB1 RB 2 RBB
式中， η为分压比，是单结晶体管的主要参数，η一般为 0.5～0.9。
图 1-16 单结晶体管特性试验电路及其等效电路 (a) 特性实验电路； (b) 等效电路
2.6.2 单结晶体管的结构和特性 单结晶体管也称为双基极二极管，它有一个发射极和两个
基极, 外形和普通三极管相似。 单结晶体管的结构是在一块高
电阻率的N型半导体基片上引出两个欧姆接触的电极：第一基 极B1和第二基极B2；在两个基极间靠近B2处，用合金法或扩散 法渗入P型杂质，引出发射极E。单结晶体管共有上述三个电极， 其结构示意图和电气符号如图1-15所示。B2 、B1间加入正向电
1.4.4 单结晶体管触发电路
～2 20 V R VD3 T 60 V VDW C VD5 VD6 (a) R1 BT V1 V2 VD4 RP VD1 VD2
R2
Rd
图 1-19 单结晶体管触发电路及其波形 (a) 电路； (b) 波形
uC u VDW u VDW u VDW
0 ug
t
0 ud
时，单结晶体管的电压UBB= uVDW =0，UA=0，故电容C经单结
晶体管的发射极E、第一基极B1、电阻R1迅速放电。也就是说， 每半周开始，电容C都基本上从零开始充电，进而保证每周期 触发电路送出一个距离过零时刻一致的脉冲。距离过零时刻一 致即控制角α在每个周期相同，这样就实现了同步。
2． 移相控制 当调节电阻RP增大时，单结晶体管充电到峰点电压Up的时 间(即充电时间)增大，第一个脉冲出现的时刻后移，即控制角 α增大，实现了移相。
求，如后续将要讨论的三相全控桥等电路的触发脉冲宽度要 求大于60°或采用双窄脉冲。
为了快速可靠地触发大功率晶闸管，常在触发脉冲的前
沿叠加上一个强触发脉冲，其波形如图1-14所示。强触发电
流的幅值igm可达最大触发电流的5倍，前沿t1约几微秒。
ig igm
0
t1
t
图1-14 强触发电流波形
（4） 触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相 范围必须满足电路要求。为保证控制的规律性，要求晶闸管