晶闸管专业知识的话题讨论

一、晶闸管的基本概念和构造？

可控硅又叫晶闸管。自打二十世纪50年代面世至今现已发展壮大变成一个大的大家族，它的具体人员有单边可控硅、双向晶闸管、光控开关可控硅、逆导可控硅、可关闭可控硅、迅速可控硅，这些。今日我们采用的是单边可控硅，也就是我们常说的一般可控硅，它是由四层半导体器件构成的，有三个PN结，对外开放有三个电级〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出来的电级叫阳极氧化A，第三层P型半导体引出来的电级叫操纵极G，第四层N型半导体引出来的电级叫负极K。从可控硅的电路符号〔图2(b)〕能够见到，它和二极管一样是一种单方位导电性的元器件，关键是多了一个操纵极G，这就使它具备与二极管彻底不一样的工作中特点。

图2

二、可控硅的首要工作中特点

为了更好地可以更直观地了解可控硅的工作中特点，大伙儿首先看这方面示教板(图3)。可控硅VS与小灯泡EL串连起來，根据电源开关S接进直流稳压电源上。留意阳极氧化A是插线的正级，负极K插线的负级，操纵极G根据旋钮开关SB接进3V直流稳压电源的正级(这儿运用的是KP5型可控硅，若选用KP1型，该接在1.5V直流稳压电源的正级)。可控硅与开关电源的这类连接方法称为正方向联接，换句话说，给可控硅阳极氧化和操控极所施加的全是正方向工作电压。如今大家合上电源总开关S，小灯泡没亮，表明可控硅沒有通断；再按一下旋钮开关SB，给操纵极键入一个开启工作电压，小灯泡会亮，表明可控硅通断了。这一演试试验给了大家哪些感悟呢?

图3

这一试验告知大家，要使可控硅通断，一是在它的阳极氧化A与负极K中间加上正方向工作电压，二是在它的操纵极G与负极K中间键入一个正方向开启工作电压。可控硅通断后，松掉旋钮开关，除掉开启工作电压，依然保持通断情况。

可控硅的特性： 是“一触即发”。可是，假如阳极氧化或操纵极另加的是反方向工作电压，可控硅就无法通断。操纵极的功能是利用另加正方向开启单脉冲使可控硅通断，却不可以使它关闭。那麼，用什么方法能够使通断的可控硅关闭呢?使通断的可控硅关闭，能够断掉阳极氧化开关电源(图3中的电源开关S)或使阳极氧化电流量低于保持通断的极小值(称之为保持电流量)。假如可控硅阳极氧化和负极中间另加的是交流电流或脉动饮料交流电压，那麼，在电流过零时，可控硅会自主关闭。

三、用万能表能够区别可控硅的三个电级吗?如何检测可控硅的优劣呢?

一般可控硅的三个电级可以用数字万用表欧母挡R×100档位来测。大伙儿了解，可控硅G、K中间是一个PN结〔图2(a)〕，等同于一个二极管，G为正级、K为负级，因此 ，依照检测二极管的方式 ，找到三个极中的两种极，测它的正、反方向电阻器，电阻器钟头，数字万用表黑电笔接的是操纵极G，红直流电流表接的是负极K，剩余的一个便是阳极氧化A了。检测可控硅的优劣，可以用刚刚演试用的示教板电源电路(图3)。接入电源总开关S，按一下旋钮开关SB，电灯泡发亮便是好的，不发亮便是坏的

四、可控硅在线路中的适用范围是啥?

一般可控硅最主要的用处便是可控性整流器。大伙儿了解的二极管逆变电路归属于不可控性逆变电路。假如把二极管换为可控硅，就可以产生控制逆变电路。如今我画一个非常简单的单相电半波可控性逆变电路〔图4(a)〕。在正弦交流电压U2的正自感电动势期内，假如VS的操纵极沒有键入开启单脉冲Ug，VS依然无法通断，仅有在U2处在正自感电动势，在操纵极加上开启单脉冲Ug时，可控硅被开启通断。如今，绘制它的波形〔图4(c)及(d)〕，能够见到，仅有在开启单脉冲Ug来临时，负荷RL上才有工作电压UL輸出(波形上黑影一部分)。Ug到提早来，可控硅通断的時间就早；Ug来临得晚，可控硅通断的時间就晚。根据更改操纵极上开启单脉冲Ug来临的時间，就可以控制负荷上输出电压的均值UL(黑影一部分的范围尺寸)。在电工学中，常把交流电源的一个半周期时间列入180°，称之为电视角。那样，在U2的每一个正自感电动势，从零值逐渐到开启单脉冲来临一瞬间所亲身经历的电视角称之为操纵角α；在每一个正自感电动势内可控硅通断的电视角叫通断角θ。很显著，α和θ全是用于表明可控硅在承载正方向电流的一个半时间的通断或阻隔范畴的。根据更改操纵角α或导通角θ，更改负荷上单脉冲交流电压的均值UL，完成了可控性整流器。

五、在桥式整流电源电路中，把二极管都换为可控硅是否就变成了可控性逆变电路了呢?

在桥式整流电源电路中，只必须把2个二极管换为可控硅就能组成全波可控性逆变电路了。如今绘制原理图和波形(图5)，就可以看懂了。

六、可控硅操纵极需要的激发单脉冲是怎么造成的呢?

可控硅激发电源电路的类型许多，常见的有阻容移相桥开启电源电路、单结晶体三极管开启电源电路、晶体三极管开启电源电路、运用小可控硅开启大可控硅的开启电源电路，这些。今日大伙儿制造的交流稳压器，选用的是单结晶体三极管开启电源电路。

七、什么叫单结晶体三极管?它有哪些独特特性呢?

单结晶体三极管又叫双基极二极管，是由一个PN结和三个电级产生的半导体元器件(图6)。大家先绘制它的结构示意图〔图7(a)〕。在一块N型单晶硅片两边，制做2个电级，各自称为第一基极B1和第二基极B2；单晶硅片的另一侧挨近B2处制做了一个PN结，等同于一只二极管，在P区引出来的电级叫发射极E。为了更好地剖析便捷，能够把B1、B2中间的N型地区等效电路为一个纯电阻RBB，称之为基区电阻器，并可看成是2个电阻器RB2、RB1的串连〔图7(b)〕。特别注意的是RB1的电阻会随发射极电流量IE的变动而更改，具备可调电阻的特点。假如在2个基极B2、B1中间再加上一个交流电压UBB，则A点的工作电压UA为：若发射极工作电压UE<UA，二极管VD截至；当UE超过单结晶体三极管的峰点工作电压UP(UP=UD＋UA)时，二极管VD通断，发射极电流量IE引入RB1，使RB1的电阻值大幅度缩小，E点电位差UE随着降低，发生了IE扩大UE反倒减少的状况，称之为负阻效用。发射极电流量IE再次提升，发射极工作电压UE持续降低，当UE降低到谷点工作电压UV下列时，单结晶体三极管就进到截至情况。

八、如何运用单结晶体三极管构成可控硅激发电源电路呢?

单结晶体三极管构成的激发单脉冲造成电源电路在今天大伙儿制造的交流稳压器中早已实际运用了。为了更好地表明它的原理，大家独立绘制单结晶体三极管张驰震荡器的电源电路(图8)。它是由单结晶体三极管和RC蓄电池充电电源电路组合而成的。合上电源总开关S后，开关电源UBB经电阻器RP向电力电容器C电池充电，电力电容器上的工作电压UC按指数值周期性升高。当UC升高到单结晶体三极管的峰点工作电压UP时，单结晶体三极管忽然通断，基区电阻器RB1大幅度减少，电力电容器C根据PN结向电阻器R1快速充放电，使R一两直流电压Ug产生一个正振荡，产生险峻的脉冲前沿〔图8(b)〕。伴随着电力电容器C的充放电，UE按指数值规律性降低，直至小于谷点工作电压UV时单结晶体三极管截至。那样，在R一两端輸出的是尖形开启单脉冲。这时，开关电源UBB又逐渐给电力电容器C电池充电，进到第二个蓄电池充电全过程。那样循环往复，电源电路中完成着规律性的震荡。调整RP能够更改振荡周期。

九、在可控性逆变电路的波形中，发觉可控硅经受正方向电流的每一半周期时间内，传出第一个开启单脉冲的时时刻刻都同样，也就是操纵角α和导通角θ都相同，那麼，单结晶体三极管张驰震荡器怎么才能与交流电精确地相互配合以完成合理的调节呢?

为了更好地完成逆变电路输出电压“可控性”，务必使可控硅经受正方向电流的每一半周期时间内，开启电源电路传出第一个开启单脉冲的时时刻刻都同样，这类互相配合的工作方式，称之为开启单脉冲与开关电源同歩。

怎么才能保证同歩呢?大伙儿再看交流稳压器的原理图(图1)。一定要注意，在这儿单结晶体三极管张驰震荡器的开关电源是源自桥式整流电源电路輸出的全波单脉冲交流电压。在可控硅沒有通断时，张驰震荡器的电力电容器C被开关电源电池充电，UC按指数值周期性升高到峰点工作电压UP时，单结晶体三极管VT通断，在VS通断期内，负荷RL上面有交流电流和电流量，此外，通断的VS两边电流不大，驱使张驰震荡器停止工作。当交流电流过零一瞬间，可控硅VS迫不得已关闭，张驰震荡器得电，又逐渐给电力电容器C电池充电，反复上述全过程。那样，每一次交流电流过零后，张驰震荡器传出第一个开启单脉冲的时时刻刻都同样，这一时时刻刻在于RP的电阻值和C的容量。调整RP的电阻值，就可以更改电力电容器C的电池充电時间，也就更改了第一个Ug传出的時刻，相对应地转变了可控硅的调节角，使负荷RL上输出电压的均值产生变化，做到变压的目地。

双向晶闸管的T1和T2不可以交换。不然会毁坏管道和相应的控制回路。

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