电气控制与PLC课程设计.doc

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1、电气控制与PLC课程设计题目：单结晶体管触发电路设计系别：xxx专业：xxx姓名：xxx学号：xxx指导教师：xxx一．设计题目单结晶体管触发电路设计二．设计要求1、完成电路图设计，确定器件。2、计算器件参数，列出材料（器件）清单。3、撰写电路设计说明书一份，3000字左右。4、设计时间：一周（17周）。5、设计完成，上交全部设计材料（用档案袋装好）。6、遵守设计纪律，如有事，需提前请假。7、设计成绩根据设计说明书及平时考勤综合评定。三．实验线路、原理及介绍晶闸管是硅晶体闸流管的简称，它包括普通晶闸管和双向、可关断

2、、逆导、快速等晶闸管。普通型晶闸管（Thyristor）曾称为可控硅整流器，常用SCR（SiliconControlledRectifier）表示。在实际应用中，如果没有特殊说明，皆指普通晶闸管而言。晶闸管主要用来组成整流、逆变、斩波、交流调压、变频等变流装置和交流开关以及家用电器实用电路等。单结晶体管具有大的脉冲电流能力而且电路简单，因此在各种开关应用中，在构成定时电路或触发SCR等方面获得了广泛应用。它的开关特性具有很高的温度稳定性，基本上不随温度而变化。1、如下图所示，它能产生一系列脉冲，用来触发晶闸管。（a

3、）电路图(b)波形图单结管振荡电路及波形2．当合上开关S后，电源通过R1、R2加到单结管的两个基极上，同时又通过R、RP向电容器C充电，uC按指数规律上升。在uC（uC=uE）

4、荡。3．当E、B1极之间截止后，电源又对C充电，并重复上述过程，结果在R1上得到一个周期性尖脉冲输出电压，如图所示。上述电路的工作过程是利用了单结管负阻特性和RC充放电特性，如果改变RP，便可改变电容充放电的快慢，使输出的脉冲前移或后移，从而改变控制角α，控制了晶闸管触发导通的时刻。显然，充放电时间常数τ=RC大时，触发脉冲后移，α大，晶闸管推迟导通；τ小时，触发脉冲前移，α小，晶闸管提前导通。需要特别说明的是：实用中必须解决触发电路与主电路同步的问题，否则会产生失控现象。用单结管振荡电路提供触发电压时，解决同步问

5、题的具体办法可用稳压管对全波整流输出限幅后作为基极电源，如图所示。图中TS称同步变压器，初级接主电源。4.单结晶体管简介只有一个PN结作为发射极而有两个基极的三端半导体器件，早期称为双基极二极管。其典型结构是以一个均匀轻掺杂高电阻率的N型单晶半导体作为基区,两端做成欧姆接触的两个基极，在基区中心或者偏向其中一个极的位置上用浅扩散法重掺杂制成PN结作为发射极(图中)。当基极B1和B2之间加上电压时（图中b），电流从B2流向B1,并在结处基区对B1的电势形成反偏状态。如果将一个信号加在发射极上，且此信号超过原反偏电势时

6、，器件呈导电状态。一旦正偏状态出现，便有大量空穴注入基区，使发射极和B1之间的电阻减小，电流增大，电势降低，并保持导通状态，改变两个基极间的偏置或改变发射极信号才能使器件恢复原始状态。因此，这种器件显示出典型的负阻特性（见图c）,特别适用于开关系统中的弛张振荡器，可用于定时电路、控制电路和读出电路。5．单结晶体管的特性由图可以看出，两基极b1与b2之间的电阻称为基极电阻：rbb=rb1+rb2式中：rb1----第一基极与发射结之间的电阻，其数值随发射极电流ie而变化，rb2为第二基极与发射结之间的电阻，其数值与i

7、e无关；发射结是PN结，与二极管等效。若在两面三刀基极b2、b1间加上正电压Vbb，则A点电压为：VA=[rb1/(rb1+rb2)]vbb=(rb1/rbb)vbb=ηVbb式中：η----称为分压比，其值一般在0.3---0.85之间，如果发射极电压VE由零逐渐增加，就可测得单结晶体管的伏安特性，见图2图2、单结晶体管的伏安特性（1）当Ve＜ηVbb时，发射结处于反向偏置，管子截止，发射极只有很小的漏电流Iceo。（2）当Ve≥ηVbb+VDVD为二极管正向压降（约为0.7伏），PN结正向导通，Ie显著增加，r

8、b1阻值迅速减小，Ve相应下降，这种电压随电流增加反而下降的特性，称为负阻特性。管子由截止区进入负阻区的临界P称为峰点，与其对就的发射极电压和电流，分别称为峰点电压Vp和峰点电流Ip和峰点电流Ip。Ip是正向漏电流，它是使单结晶体管导通所需的最小电流，显然Vp=ηVbb（3）随着发射极电流ie不断上升，Ve不断下降，降到V点后，Ve不在降了，这点V称为谷点，