电路与模拟电子技术第10章晶闸管及其应用

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1、10.1.1晶闸管结构及其特性晶闸管结构晶闸管结构如图10.1所示。图10.1晶闸管结构、外型及符号第10章　晶闸管及其应用10.1晶闸管2.晶闸管的工作原理为了更清楚的说明工作原理，晶闸管可以看作是两个三极管PNP（V1）管和NPN（V2）管组合而成，电路模型如图10.2所示。图10.2晶闸管电路模型设在阳极和阴极之间接上电源UA，在控制极和阴极之间接入电源UG，如图10.3所示。图10.3晶闸管工作原理(1)晶闸管加阳极负电压-UA时，晶闸管处于反向阻断状态。(2)晶闸管加阳极正电压UA，控制极不加电压时，晶闸管处于正向阻断状态。(3)晶闸管加阳极正电压+

2、UA，同时也加控制极正电压+UG，晶闸管导通。(4)要使导通的晶闸管截止，必须将阳极电压降至零或为负，使晶闸管阳极电流降至维持电流IH以下。综上所述，可得如下结论：①晶闸管与硅整流二极管相似，都具有反向阻断能力，但晶闸管还具有正向阻断能力，即晶闸管正向导通必须具有一定的条件：阳极加正向电压，同时控制极也加正向触发电压。②晶闸管一旦导通，控制极即失去控制作用。要使晶闸管重新关断，必须做到以下两点之一：一是将阳极电流减小到小于维持电流IH；二是将阳极电压减小到零或使之反向。3.晶闸管电压电流特性晶闸管的电压电流特性曲线，如图10.4所示。图10.4晶闸管电压电流特

3、性曲线晶闸管导通后可以通过很大的电流，而它本身的压降只有1V左右，所以这一段特性曲线(BC段)靠近纵轴而且陡直，与二极管正向特性曲线相似。晶闸管的反向特性与一般二极管相似，当反向电压在某一数值以下时，只有很小的反向漏电流，晶闸管处于反向阻断状态。当反向电压增加到某一值时，反向漏电流急剧增大，使晶闸管反向击穿，这时所对应的电压称为反向转折电压UBR，晶闸管一旦反向击穿就永久损坏，在实际应用中应避免。电压参数(1)正向阻断峰值电压UDRM正向阻断峰值电压UDRM，指控制极断开时，允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压，(2)反向阻断峰值电压UDRM反向阻断峰值电压U

4、DRM，指允许重复加在晶闸管上的反向峰值电压。(3)额定电压UD通常把UDRM和URRM中较小的一个值称作晶闸管的额定电压。10.1.2晶闸管的主要参数(4)通态平均电压UT(AV)习惯上称为导通时的管压降。这个电压当然越小越好，一般为0.4V~1.2V。2.电流参数(1)通态平均电流IT(AV)通态平均电流IT(AV)简称正向电流，指在标准散热条件和规定环境温度下(不超过40oC)，允许通过工频(50Hz)正弦半波电流在一个周期内的最大平均值。(2)维持电流IH维持电流IH，指在规定的环境温度和控制极断路的情况下，维持晶闸管继续导通时需要的最小阳极电流。10

5、.2.1晶闸管交直流开关1.交流开关图10.5(a)所示是用两只普通晶闸管V1和V2反向并联而组成的交流调压电路，其调压原理如下。(a)电路图　　(b)波形图图10.5晶闸管交流调压10.2晶闸管应用(1)电源电压u的正半周，在t1时刻(ωt1=α，α又称控制角)将触发脉冲加到V2管的控制极，V2管被触发导通，此时V1管承受反向电压而截止。当电源电压u过零时，V2管自然关断。(2)电源电压u的负半周，在t2时刻(ωt2=180o+α)将触发脉冲加到V1管的控制极，V1管被触发导通，此时V2管承受反向电压而截止。当电源电压u过零时，V1管自然关断，负载上获得的电

6、压波形如图10.5（b）所示，调节控制角α便可实现交流调压。当控制角α=0o时，即为交流开关。2.直流开关图10.6是一种能使连接在直流电源上的直流负载通、断的电路。开关S合在A端使晶闸管V1接通，V2断开，电容器C按图示的极性充电。然后当S倒向B端时，V2接通，C上的电荷通过V2放电，使V1反向偏置而截止。图10.6直流开关电路1.单结管结构与特性单结管结构示意图如图10.7（a）所示。图10.7单结管结构、符号和等效电路10.2.2触发电路在基极电源电压UBB一定时，单结管的电压电流特性可用发射极电流IE和发射极与第一基极B1之间的电压UBE1的关系曲线来

7、表示，该曲线又称单结管伏安特性，如图10.8所示。图10.8单结管的电压电流特性三个区域的分界点是P(称为峰点)和V（称为谷点）。UP、IP分别称为峰点电压和峰点电流；UV、IV分别称为谷点电压和谷点电流。由图10.7可知式中称单结管分压比，一般为0.5~0.8。上式表明峰点电压随基极电压改变而改变，实用中应注意这一点。(1)截止区截止区对应曲线中的起始段(OP)。此段UEUD+UA后，等效二极管导通，使RB1迅速减小，增大；又进一步促使RB1减小。从E、B1两端看

8、，UE随的增大而减小，即具有负阻特性，