教案-晶闸管及其应用

课题：8.1 晶闸管

8.2 晶闸管触发电路

授课时数：2

教学目标：1．掌握晶闸管的结构和工作原理。

2．了解晶闸管触发电路。

教学重点：1．晶闸管的分类、结构、型号、参数和工作特性。

2．单结晶体管的特性及晶闸管触发电路的工作原理。

教学难点：1．晶闸管的工作特性。

2．单结晶体管触发电路的工作原理。

A．引入

晶闸管俗称可控硅。具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便等优点。它广泛应用于无触点开关电路及可控整流设备中。

B．复习

三端集成稳压器的分类。

C．新授课

8.1 晶闸管

8.1.1 单向晶闸管

1．单向晶闸管的结构和符号

（1）外形

平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。

（2）符号及内部结构

三个电极：阳极A、阴极K、控制极G

4层半导体：

P—1N—2P—2N

1

P—引出线为控制极；1P—引出线为阳极；2N—引出线为阴极

2

3个PN结（

J，2J，3J）

1

文字符号：一般用SCR、KG、CT、VT表示。

2．单向晶闸管的工作原理：

（1）实验演示：

①正向阻断：A－K加正向电压，G无电压－不导通。

②反向阻断：A－K加反向电压，G无论是否加控制电压－不导通。

③触发导通：A—K加正向电压，G，K加正向电压—导通。

④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。

（2）工作特点：

①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。

②晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。

③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。

④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。

3．单向晶闸管主要参数

（1）额定正向平均电流

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。

（2）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

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，控制极所需的最小电压和电流。

（4）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，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。

（5）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电压。

4．晶闸管的型号及含义

（1）型号

3

表示额定电压为500 V

表示额定正向平均电流为5 A

表示晶闸管元件

表示N型硅材料

（2）简易检测

a．用万用表“R⨯ 10”挡，黑笔接阳极，红笔接阴极，指针应接近∞。

b．合上S，表针应指很小阻值，约为60 Ω200 Ω，表明晶闸管能触发导通。

c．断开S，表针不回到零，表明晶闸管是正常的。

8.1.2 双向晶闸管

1．双向晶闸管的结构与符号

（1）外形

（2）符号

文字符号：TLC、SCR、CT及KG、KS等表示。

（3）结构

有三个电极，为主电极

T和2T，另一个电极G为控制极。

1

2．双向晶闸管的工作特点

特性：主电极

T、2T无论加正向电压还是反向电压，其控制极G的触发信号无论是正

1

向还是反向，它都能被“触发”导通。主电极间电压是交流形式。

3．双向晶闸管的检测

（1）用万用表“R⨯ 1 k”挡，黑笔接

T，红笔接2T，表针应不动或微动，调换两表

1

笔，表针仍不动或微动为正常。

（2）用万用表“R⨯ 1”挡，黑笔接

T，红笔接2T，将触发极与2T短接一下后离开，

1

万用表应保持几欧到几十欧的读数；调换两表笔，再次将触发极与

T短接一下后离开，万

2

用表指示情况同上。

（3）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。然后按（2）所述方法测量判断。

8.2 晶闸管触发电路

授课时数：2

教学目标：1．掌握晶闸管的结构和工作原理。

2．了解晶闸管触发电路。

教学重点：1．晶闸管的分类、结构、型号、参数和工作特性。

2．单结晶体管的特性及晶闸管触发电路的工作原理。

教学难点：1．晶闸管的工作特性。

2．单结晶体管触发电路的工作原理。

8.2 晶闸管触发电路

8.2.1 单向晶闸管触发电路

1．单结晶体管的结构和型号

（1）结构

三个电极：发射极E、第一基极

B、第二基极2B。

1

一个PN结。

（2）电路符号

发射极箭头指向

B极，表示经PN结的电流只流向1B。

1

（3）外形

2．单结晶体管的基本特性 （1）等效电路

b1r ：E 与1B 间电阻，随发射极电流而变，即E I 上升，b1r 下降。

b2r ：E 与2B 间的电阻，数值与I E 无关。 bb r ：两基极间电阻。bb r =b1r +b2r 。

η ：称为分压比，b1r 与bb r 的比值，η 一般在0.3 ~ 0.8之间。 （2）导通条件

)结的正向压降 PN 为(D D BB EE V V V V +>η

3．单结晶体管触发电路

（1）单结晶体管触发脉冲形成电路

（2）工作原理

电源接通后，BB V 通过微调电阻P R 和电阻1R 向电容C 充电，当单结晶体管满足导通条件，

单结晶体管导通，C 迅速放电，在电阻3R 上形成一个很窄的正脉冲b1v 。经过一个周期后，单结晶体管截止，由BB V 通过微调电阻P R 和电阻1R 向电容C 充电，重复上述过程。

8.2.2 双向晶闸管触发电路 1．双向二极管触发电路 （1）触发电路