晶闸管及其应用.(DOC)

课题
9.1晶闸管简介
课型
新课授课班级授课时数1教学目标
1．认识晶闸管的结构和符号
2．能理解晶闸管工作原理
3．熟记晶闸管导通与关断的条件
教学重点
晶闸管的结构和工作原理
教学难点
工作原理
学情分析
教学效果
教后记
新课
A．复习
1．三端集成稳压器的分类。

2．画出实现输出 10 V的稳压电源图。

B．引入
二极管整流，当V i固定，V o是固定值，许多场合，所需的直流电源电压应能改变，具有可控性。

C．新授课
一、晶闸管的结构符号
1．结构：实物演示。

阳极a
阴极c4层半导体
控制极g
2．符号：
3．3个PN结（g与c之间为一个PN结）。

二、工作原理：
1．实验演示：
（1）a≠c加反向电压，无论是否加控制电压——不导通；
控制极加反向电压，a≠c加正向电压——不导通。

（2）a，c加正向电压，g，c加正向电压，导通。

2．工作特点：
（1）导通条件：晶闸管阳极与阴极间必须加正向电压，
控制极与阴极间也要接正向电压。

（2）晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。

（3）关断条件：减小阳极电流< I H 维持电流。

方法：断开阳极电源、阳-阴间加反向电压。

讨论：
①V1，V2如何连接？
V2的b极与V1的c极连接，V2的c极与V1的b极连接。

②a，c加正向电压，V1，V2是否导通？
不加g极，中间取反偏，V1无基极电流，不导通。

③控制极与阴极间加正向电压，V1工作状态如何？
V1有基极电流而导通。

④V1，V2工作状态：饱和，总压降1 V。

⑤V1，V2导通后，g极去掉，V1，V2状态如何：V1，V2仍维持导通，反馈电流代替V1基本电流。

⑥要使V1，V2截止，应采取什么措施？
a．去掉U gK。

b．I A＜I H（调电位器）。

三、简易检测：
1．检测阳、阴极：正常时R E1，R E2都很大（指针基本不动）。

2．检测控制极是否短路或断开：
（1）一个PN结。

（2）方法：同判别普通二极管一样。

四、主要参数：
1．额定正向平均电流：允许通过阳极与阴极之间的电流平均值。

2．维持电流：保持晶闸管导通的最小正电流。

3．晶闸管导通的最小正触发电压和电流；晶闸管从关断到导通，晶闸管所需的最小电压和电流。

4．正向阻断峰值电压：正向电压最大值。

5．反向阻断峰值电压：反向电压最大值。

练习
习题九91
小结1．晶闸管结构及符号2．工作原理
3．主要参数
布置作业
习题九92补充画波形
课题
9.2晶闸管整流电路
课型
新课授课班级授课时数1教学目标
1.认识晶闸管整流电路的组成
2.理解单相可控整流的工作原理，会画波形图
教学重点
工作原理及波形图
教学难点
波形图
学情分析
教学效果
教后记
新课
A．复习
1．默写晶闸管符号及结构？
2．导通及关断条件？
B．引入
利用晶闸管的单向可控（整流）特性，可以实现可控整流。

C．新授课
9.2 晶闸管整流电路
一、单相半波可控整流电路
1．电路组成：
2．工作原理：ωt
V sin
V
2
2
2
（1）正半周：V承受正向电压， V L0，ωtα，V由正向阻断变为导通状态，正向压降1 V，V L V2。

（2）负半周：ωt，V20，V承受反向电压，自行关断，呈反向阻断状态。

（3）波形图：
讨论：晶闸管承受的电压波形？
随堂练习
3．导通角θ：晶闸管在正向阳极作用下的导通范围。

控制角：晶闸管在正向阳极作用下的不导通范围。

+ π
讨论：↑→V L如何变
↓→v L如何变
二、单相桥式可控整流电路
1．电路组成：
2．工作原理
（1）v 2 输出波形：始终是正向电压。

（2）v 2 经过0值，v5自行关断。

（3）波形图。

a．v L，v g，v V1，v V2波形。

b．v g－只承受正向阻断电压，v V1——承受电压在负半周，v V2——承受电压在正半周。

练习
单相桥式可控整流电路的工作原理
小结（1）单相半波可控整流电路（2）单相桥式可控整流电路
布置作业
习题九93补充练习
新课
课 题 9.3 晶闸管的触发电路
课型 新课 授课班级
授课时数
2
教学目标 1.可控整流对触发电路的要求
2.单结晶体管的结构和型号，知道负阻特性
3.会分析单结晶体管振荡器的工作原理
教学重点
单结晶体管的负阻特性和振荡器的工作原理
教学难点
负阻特性振荡器的工作原理
学情分析
教学效果
教后记
A ．复习
1．单相半波可控整流电路？
2．单相桥式可控整流电路？
B．引入
晶闸管由阻断化为导通，必须具备一定的条件，提供正向触发电压的电路称为触发电路。

C．新授课
一、可控整流对触发电路的要求
1．触发电压必须在晶闸管承受正向电压时加到它的控制极。

2．触发电压只需要短时间存在，常用脉冲电压。

3．触发脉冲应有一定的幅值和功率，并有足够的移相范围以达到改变控制角的目的。

4．触发脉冲与可控整流的交流电压的f相同，并保持一定的相位角关系。

二、单结晶体管触发电路
１．结构和型号
（1）在单结晶体管的三个电极中，e与b1、 b2之间只形成一个PN结，故称为单结晶体管，又称为双基极二极管。

（2）符号：
（3）等效电路：
等效二极管V，其正向压降V D0.7 V，
R b1——e与b1之间的电阻，I E ↑→R b1 ↓，
R b2——e与b2之间的电阻，与I E 无关。

R bb R b1 + R b2
分压比
2
b
1b
1b
bb
b1
R
R
R
R
R
η
+
=
=
2．负阻特性：（伏安特性）
（1）什么是负阻特性？——当发射极电流增加时，发射极电压V E反而减小。

（2）分析工作原理：
①V E＜V A，V反偏，I E0，有很小的反向电流。

②V E＞V A+V DηV BB+V D，导通。

（3）负阻：
I
V
＜ 0
结论：
（1）峰点V PηV BB + V D。

（2）V P不是固定值，与η、V BB有关。

（3）∆V E/∆I E为负值，由器件内部正反馈形成；
（4）导通条件：V E ≥V P 。

导通→截止：V E ＜V V 。

三、单结晶体管振荡器
1．电路：
2．工作原理：
（1）首先V B通过R e向C充电，使V E↑，但在V E ＜V P之前，V截止，v O= 0。

（2）接着V C↑，当V E V P时，V导通，C通过V放电→V E↓。

（3）当V E V V → e，b1间高电阻截止状态。

练习
习题九95
小结1．触发电路的要求
2．单结晶体管及工作原理
布置作业
习题九94，96
课题
9.4 带有同步触发的可控整流电路和
防失控措施
课型
新课授课班级授课时数1教学目标
1.会分析同步触发电路可控整流电路
2.掌握晶闸管保护及防失控措施
教学重点
工作原理
晶闸管防失控措施
教学难点
工作原理
波形图
学情分析
教学效果
教后记
新课
A．复习
1．单结晶体管结构、符号。

2．单结晶体管振荡器工作过程。

B．引入
单相桥式可控整流电路和单结晶体管振荡器组成一个完整的带有同步触发电路的可控整流电路。

C．新授课
四、带有同步触发电路的可控整流电路
1．电路组成：（投影）
2．元件作用：
（1）V1 V4——桥式整流。

（2）V9、R1——并联型稳压电路。

（3）V10—单结晶体管。

（4）V5 V8、V11—单相桥式可控整流。

3．问题讨论：
（1）上半部分是何电路？—单结晶体管脉冲发
生器。

其直流电源如何得到？—V1，V4桥式整流电
路。

（2）R1，V9—稳压，限幅。

（3）此电路如何实现同步？—采用同一交流电
源。

结论：为实现同步，采用同步T，使主电路电源
每次过0处，触发电路C将原有的电荷全部放掉，
然后从0开始充电，保证每个半周中第一脉冲出现
的时间保持一致。

（4）为何起作用的是第1个脉冲？—g极只控
制导通，不控制关断。

（5）R P↑，会使V L如何变？V L↓。

4．波形：
9.4 晶闸管的保护和防失控措施
一、晶闸管保护：
1、过电流保护
（1）原因：R L过载或短路，元件击穿，短路。

（2）措施：快速熔断器、灵敏继电器、过载截
止保护。

（3）保护接地：
①快速熔断器接在可控整流电路的交流侧。

问：50 A的晶闸管选择FU额定电流应为多少？ 80 A。

2、晶闸管的过电压保护
（1）原因：含电感元件，电路切断时在晶闸管上引起过压。

（2）措施：RC阻容吸收回路。

（3）RC作用：
①防止晶闸管误触发；
②关断时，可过电压保护。

3、带电感负载的防失控措施
（1）失控原因：v2过0变负，L中产生e L，使晶闸管不能及时关断，造成失控。

（2）防失控措施：加续流二极管。

（3）作用：使v2过0过负时，晶闸管承受及向电压而关断，负载上不出现负电压。

练习
习题九98
小结
（1）同步触发电路
（2）晶闸管保护
布置作业
习题九97练习册
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。

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