單向晶閘管及其應(yīng)用

單向晶閘管及其應(yīng)用1第一頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日

晶閘管又稱(chēng)為可控硅(SCR)，它不僅具有硅整流器的特性，更重要的是它的工作過(guò)程可以控制，能以小功率信號(hào)去控制大功率系統(tǒng)，可作為強(qiáng)電與弱電的接口，屬于用途十分廣泛的功率電子器件。在電子設(shè)備里，晶閘管主要應(yīng)用于：可控整流、交流調(diào)壓、電子開(kāi)關(guān)、逆變等。本節(jié)重點(diǎn)介紹單向晶閘管的工作特性及檢測(cè)識(shí)別。及其應(yīng)用2第二頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日

第一節(jié)單向晶閘管及其應(yīng)用

一、單向晶閘管

1．結(jié)構(gòu)與符號(hào)

晶閘管的外形有小型塑封型(小功率)、平面型(中功率)和螺栓型(中、大功率)幾種，如圖（a）所示。平面型和螺栓型使用時(shí)固定在散熱器上。晶閘管是由四層半導(dǎo)體P—N—P—N疊合而成，形成三個(gè)PN結(jié)，有三個(gè)電極：陽(yáng)極Ａ、陰極K、和控制極G。

晶閘管外形單向晶閘管結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)

選學(xué)：晶閘管工作特性分析3第三頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日2．工作特性在圖（a）所示的電路中，晶閘管的a、k極、指示燈HL、和電源VAA構(gòu)成的回路稱(chēng)為主回路。晶閘管的g、k極、開(kāi)關(guān)S和電源VGG構(gòu)成的回路稱(chēng)為觸發(fā)電路或控制電路。（1）正向阻斷在圖（b）所示電路中，指示燈不亮，這說(shuō)明晶閘管加正向電壓，但控制極未加正向電壓時(shí)，管子不會(huì)導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的正向阻斷狀態(tài)。

(a)實(shí)驗(yàn)電路(b)正向阻斷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)4第四頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日

（2）觸發(fā)導(dǎo)通在圖（c）所示電路中，晶閘管加正向電壓，在控制極上加正向觸發(fā)電壓，此時(shí)指示燈亮，表明晶閘管導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通。

（3）反向阻斷

在圖（d）所示電路中，晶閘管加反向電壓，即a極接電源負(fù)極，k極接電源正極，此時(shí)不論開(kāi)關(guān)s閉合與否，指示燈始終不亮。這說(shuō)明當(dāng)單向晶閘管加反向電壓時(shí)，不管控制極加怎樣的電壓，它都不會(huì)導(dǎo)通，而處于截止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的反向阻斷。(c)觸發(fā)導(dǎo)通(d)反向阻斷開(kāi)關(guān)閉合主回路加反向電壓5第五頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個(gè)條件：晶閘管陽(yáng)極與陰極間接正向電壓；控制極與陰極之間也接正向電壓。關(guān)斷晶閘管的方法有：將陽(yáng)極電壓降低到足夠小或加瞬間反向陽(yáng)極電壓；將陽(yáng)極瞬間開(kāi)路。應(yīng)用實(shí)例

右圖是為晶閘管控制的照明不間斷電源。交流電源停電時(shí)，自動(dòng)地轉(zhuǎn)換為直流電源供電。照明不間斷電源6第六頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日4．單向晶閘管的簡(jiǎn)易檢測(cè)（1）判別電極

萬(wàn)用表置于R×1k擋或R×100擋，用萬(wàn)用表黑表筆接其中一個(gè)電極，紅表筆分別接另外兩個(gè)電極。假如有一次阻值小，而另一次阻值大，就說(shuō)明黑表筆接的是控制極G.在所測(cè)阻值小的那一次測(cè)量中，紅表筆接的是陰極K，而在所測(cè)阻值大的那一次，紅表筆接的是陽(yáng)極A.若兩次測(cè)量的阻值不符合上述要求，應(yīng)更換表筆重新測(cè)量。（2）PN結(jié)特性測(cè)量。控制極G和陰極K之間，是一個(gè)簡(jiǎn)單的PN結(jié)。用萬(wàn)用表測(cè)量其正反向電阻，如果兩者有很明顯的差別，則說(shuō)明該P(yáng)N結(jié)是好的。若兩次測(cè)的電阻均很大或很小，則說(shuō)明控制極G和陰極K之間開(kāi)路或短路。陽(yáng)極A與控制極G及陰極K之間為PN結(jié)反向串聯(lián)。測(cè)量正反向電阻，正常時(shí)均應(yīng)接近無(wú)窮大。7第七頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日

（3）觸發(fā)特性測(cè)量①萬(wàn)用表置于R×10擋，紅表筆接陰極k，黑表筆接陽(yáng)極a，指針應(yīng)接近∞，如圖(a)所示。

(a)檢測(cè)步驟一(b)檢測(cè)步驟二用萬(wàn)用表檢測(cè)晶閘管質(zhì)量②用黑表筆在不斷開(kāi)陽(yáng)極的同時(shí)接觸控制極g，萬(wàn)用表指針向右偏轉(zhuǎn)到低阻值，表明晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通，如圖(b)所示。③在不斷開(kāi)陽(yáng)極a的情況下，斷開(kāi)黑表筆與控制極g的接觸，萬(wàn)用表指針應(yīng)保持在原來(lái)的低阻值上，表明晶閘管撤去控制信號(hào)后仍將保持導(dǎo)通狀態(tài)。8第八頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日可控硅應(yīng)用電路家用調(diào)光臺(tái)燈9第九頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日1．單向晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？在理解導(dǎo)通的條件的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)對(duì)其他類(lèi)型的晶閘管作出極性和質(zhì)量判別的方法。練習(xí)10第十頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日

1．晶閘管是通過(guò)對(duì)門(mén)極的控制能夠使其導(dǎo)通而不能使其關(guān)斷的器件，屬于半控型器件。

2．單向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的條件是：陽(yáng)極—陰極間加正向電壓，控制極加正向觸發(fā)電壓；關(guān)斷的方法是：陽(yáng)極—陰極電壓降至零或負(fù)值。3.單向晶閘管管腳的判別及觸發(fā)特性的測(cè)量的方法的掌握。小結(jié)