电工与电子技术基础第七章课件.ppt

1、第7章第七章1.熟悉晶闸管的结构、外形及符号，了解晶闸管的工作原理及主要参数。2.掌握晶闸管的导通、关断条件以及简单测试方法。3.掌握计算(电阻性负载)单相半波可控、单相半控桥式整流电路的输出电压、晶闸管可能承受的最高反向电压与流过晶闸管的电流有效值的计算方法。4.了解单结晶体管的结构、特性，理解触发电路的工作原理、各组成环节及其作用，掌握单结晶体管的简单测试方法。1.能计算(电阻性负载)单相半波可控、单相半控桥式整流电路的输出电压、晶闸管可能承受的最高反向电压与流过晶闸管的电流有效值。2.能根据电路参数正确选择晶闸管。3.会分析单结晶体管触发电路的工作原理、各组成环节及其作用。4.会对晶闸管

2、、单结晶体管进行简单测试。一、晶闸管的结构和符号第七章二、晶闸管的工作原理三、晶闸管的主要参数四、晶闸管型号五、晶闸管使用注意事项六、晶闸管电极的判定和简单测试一、单相半波可控整流电路二、单相半控桥式整流电路一、对触发电路的要求二、单结晶体管触发电路三、应用实例一、实验目的二、实验电路(见实验图7-1)三、实验器材第七章2.4.5V30V直流稳压电源(双踪)1台四、实验内容和步骤五、实验结果六、实验注意事项七、实验报告要求一、日本产半导体器件命名方法二、美国半导体分立器件型号命名方法一、基本信息二、您对本书的意见及建议三、您近期的著书计划4.会对晶闸管、单结晶体管进行简单测试。图7-1晶闸管的

3、结构、符号a)结构b)符号一、晶闸管的结构和符号图7-2晶闸管的外形a)螺栓式b)平板式c)塑封管式d)一些常见晶闸管一、晶闸管的结构和符号图7-3调光台灯及其电路原理图a)调光台灯b)电路原理图二、晶闸管的工作原理1.晶闸管的导通原理图7-晶闸管的内部结构与导通原理a)内部结构b)导通原理1)只要121，便可维持正反馈放大，使晶闸管导通。2)一旦导通，门极就失去控制作用，门极的触发电压便可撤消。二、晶闸管的工作原理3)晶闸管导通后，阳极电流的大小受电路参数的制约，最后稳定值为IA=(UA-UT)/R，式中UA为电源电压，UT为晶闸管的正向饱和压降，一般情况下UT1V，R为负载电阻。2.晶闸管

4、的导通与关断条件(1)导通条件1)阳极加适当的正向电压，即UA0。2)门极加适当的正向触发电压，即UG0。3)电路参数必须保证晶闸管阳极工作电流大于维持电流，即IAIH，维持电流IH是维持晶闸管导通的最小阳极电流。(2)关断条件1)撤除阳极电压，即UA0。2)阳极电流减小到无法维持导通的程度，即IAIH。三、晶闸管的主要参数表7-1晶闸管的主要参数名称符号性质特点通态平均电流IT(AV)在规定的环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极之间的电流平均值维持电流IH在规定的环境温度和门极断开的条件下，要维持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流门极触发电压和电流VGT，IGT在规定的环境温度和一定

5、的正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通，门极所需要的最小电压和电流三、晶闸管的主要参数表7-1晶闸管的主要参数正向阻断峰值电压在门极断开和正向阻断条件下，允许加在阳极的正向电压最大值。使用时正向电压若超过此值，晶闸管即使不加触发电压也能从正向阻断转为导通反向阻断峰值电压在门极断开和反向阻断条件下，允许加在阳极的反向电压最大值五、晶闸管使用注意事项1)在选择晶闸管的额定电压、电流时，应留有足够的安全余量。2)应有过电流、过电压保护和限制电流、电压变化率的措施。3)晶闸管的散热系统应严格遵守规定要求。4)严禁用绝缘电阻表检查晶闸管的绝缘情况。六、晶闸管电极的判定和简单测试1.晶闸管电极的判定2.晶

6、闸管的简单测试六、晶闸管电极的判定和简单测试表7-2晶闸管测试方法六、晶闸管电极的判定和简单测试表7-2晶闸管测试方法一、单相半波可控整流电路1.可控整流原理1)t=时(t1时刻)将触发脉冲uG加到VT的门极，晶闸管被触发导通，如果忽略管压降，则负载上得到的电压等于u2。2)t接近时，电源电压降低为零，因晶闸管正向电流小于维持电流而自行关断。图7-5单相半波可控整流电路及符号a)电路b)波形一、单相半波可控整流电路3)t在u2的负半周时，晶闸管因承受反向电压，因而不能导通，这时晶闸管承受的反向电压最大值为，如图7-5b所示。2.输出电压和负载中流过的电流(1)输出电压的平均值(2)输出电流的平

7、均值二、单相半控桥式整流电路图7-6单相半控桥式整流电路a)电路b)波形1.单相半控桥式整流电路二、单相半控桥式整流电路图7-7用一只晶闸管的单相桥式可控整流电路a)电路b)波形二、单相半控桥式整流电路2.用一个晶闸管的单相桥式可控整流电路一、对触发电路的要求1)触发电压必须与晶闸管阳极电压同步。2)触发电压应满足主电路移相范围的要求。3)触发脉冲电压的前沿要陡，宽度要满足一定的要求。4)具有一定的抗干扰能力。5)触发信号应有足够大的电压和功率。二、单结晶体管触发电路1.单结晶体管的结构、符号和特性图7-8单结晶体管的结构、符号和等效电路a)结构b)符号c)等效电路二、单结晶体管触发电路图7-

8、9单结晶体管的电压电流特性2.单结晶体管触发电路二、单结晶体管触发电路图7-10单结晶体管触发电路a)电路b)波形3.单结晶体管的简单测试二、单结晶体管触发电路(1)单结晶体管的电极判定在实际使用时，可以用万用表来测试单结晶体管的三个电极，简单测试方法见表7-3。二、单结晶体管触发电路表7-3单结晶体管的简单测试方法二、单结晶体管触发电路表7-3单结晶体管的简单测试方法二、单结晶体管触发电路表7-3单结晶体管的简单测试方法三、应用实例图7-11简易晶闸管充电电源电路1)晶闸管在内部结构上可以等效为由一个PNP型晶体管和一个NPN型晶体管构成的复合管，三、应用实例这是我们分析晶闸管导通和关断的物

9、理过程的关键。2)普通晶闸管具有正向阻断能力。3)用晶闸管可以构成输出电压可调的可控整流电路，通过改变晶闸管触发延迟角的大小来调节直流输出电压。单相半波可控整流电路有：单相半控桥式整流电路有：4)触发电路是晶闸管电路中的控制环节，触发电路的种类很多，单结晶体管触发电路利用了单结晶体管的负阻效应和RC充放电特性，其结构简单，易于调整，但输出功率较小，一般用在小容量晶闸管可控整流电路中。1.晶闸管的结构有什么特点？其导通与关断的条件是什么？三、应用实例2.有一单相半波可控整流电路，电阻性负载RL=5，交流电源电压UL=220V，触发延迟角=60，求输出电压平均值UL和负载中平均电流IL。3.单相半

10、波可控整流电路，直接由220V电源供电，若负载电阻RL=10，负载平均电流IL=2.5A，试计算晶闸管的触发延迟角和负载电压UL。4.一单相半控桥式整流电路，直接从电网供电220V，要求输出直流电压UL=75V，直流电流IL=20A，试计算晶闸管的导通角。5.试画出单相半波可控整流电路接电阻性负载，在触发延迟角：=30，=90，=120时，输出电压uL及晶闸管上的电压uT的波形。6.晶闸管对触发电路有什么要求？7.单结晶体管的电压电流特性是怎样的？三、应用实例8.在单结晶体管的振荡电路(见题图7-1)中，电容C与电阻R的取值对晶闸管的工作有何影响？若取值太大或太小有何后果？9.在题图7-2所示

11、的单相交流调压电路中，若已知电源电压为220V，RL=10，试求：=30，=60时输出的电压和电流的有效值。题图7-1三、应用实例题图7-2一、实验目的1.掌握晶闸管的简易测试方法。2.验证晶闸管的导通条件及判断方法。二、实验电路(见实验图7-1)实验图7-1晶闸管导通关断条件实验电路三、实验器材1.单极开关2个2.4.5V30V直流稳压电源(双踪)1台3.万用表1块4.晶闸管KP5(好、坏)各1支5.电流表(2A)1块6.电阻3k1个7.电容10F/50V1个8.电容0.22F/50V1个9.灯泡36V/40W1个四、实验内容和步骤1.鉴别晶闸管好坏2.晶闸管的导通条件实验1)实验电路如实验

12、图7-1所示，将开关S1、S2处于断开状态。2)加30V正向阳极电压，门极开路或接-3.5V电压，观察晶闸管是否导通，灯泡是否亮。3)加30V反向阳极电压，门极开路或接-3.5V(+3.5V)电压，观察晶闸管是否导通，灯泡是否亮。4)阳极、门极都加正向电压，观察晶闸管是否导通，灯泡是否亮。5)灯亮后去掉门极电压，观察灯泡是否继续亮；再在门极加-3.5V的反向门极电压，观察灯泡是否继续亮。6)将以上结果填入实验表7-2中。3.晶闸管关断条件实验四、实验内容和步骤1)实验电路如实验图7-1所示，将开关S1、S2处于断开状态。2)阳极、门极都加正向电压，使晶闸管导通，灯泡亮。3)重新使晶闸管导通，灯

13、泡亮。4)在1、2端换接上0.22F/50V的电容再重复步骤3)，观察灯泡是否熄灭。五、实验结果表格被测晶闸管电阻结论第1支晶闸管第2支晶闸管五、实验结果表格序号阳极A阴极K门极G灯泡状态晶闸管状态正负开路正负-电压正负电压负正开路负正-电压负正电压六、实验注意事项1)用万用表测试晶闸管极间电阻时，特别在测量门极与阴极间的电阻时，不要用R10k挡以防损坏门极，一般应放在R10挡测量为准。2)测量维持电流时，晶闸管导通后，要去掉门极电压，再减小阳极电压。3)测量维持电流时，电流表换挡时，注意要先插入小挡插销，再拔出大挡插销。七、实验报告要求1.总结晶闸管导通的条件和晶闸管关断条件。2.总结简易判

14、断晶闸管好坏的方法。七、实验报告要求表格物理量单位名称符号名称符号电荷量库仑电流安培时间秒电流密度安培每平方毫米m电位、电压，伏特电动势伏特电阻欧姆电阻率欧米电功焦耳电功率瓦电容法拉时间常数秒七、实验报告要求表格磁感应强度特斯拉磁通韦伯磁导率亨利每米相对磁导率（电磁）力牛顿电感亨频率赫兹角速度弧度每秒/s周期秒s初相位弧度rad感抗欧姆容抗欧姆阻抗欧姆有功功率瓦七、实验报告要求表格无功功率乏视在功率伏安功率因数cos效率光通量流明lm光照度勒克斯lx七、实验报告要求表格第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用阿拉伯数字表示器件的电极数目用汉语拼音字母表示器件的材料和极性用汉语拼音字母表示器件

15、的类型用阿拉伯数字表示序号用汉语拼音字母表示规格号符号意义符号意义符号意义二极管型，锗材料小信号管型，锗材料混频检波管型，硅材料电压调整管和电压基准管七、实验报告要求表格P型，硅材料变容管三极管型，锗材料整流管型，锗材料整流堆型，硅材料隧道管型，硅材料开关管化合物材料低频小功率晶体管（，）七、实验报告要求表格高频小功率晶体管（，）低频大功率晶体管（3MHz，）A高频大功率晶体管（3MHz，）七、实验报告要求表格闸流管体效应管雪崩管阶跃恢复管一、日本产半导体器件命名方法表C-1日本半导体器件型号组成部分符号及其意义第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示类型或有效电极数表示日本电子工业

16、协会注册产品用字母表示器件的极性及类型用数字表示在日本电子工业协会登记的顺序号用字母表示对原来型号的改进产品符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义一、日本产半导体器件命名方法表C-1日本半导体器件型号组成部分符号及其意义0123光敏二极管或三极管及包括上述器件的组合管二极管晶体管（或具有3个电极的其他三极管）具有4个有效电极的器件表示已经在日本电子协会（EIAJ）注册登记的半导体分立器件型高频管PNP型低频管NPN型高频管NPN型低频管P沟道场效应晶体管N沟道场效应晶体管双向晶闸管多位数字从“”开始，表示在日本电子工业协会注册登记的顺序号；不同公司功能相同的器件可以使用同一顺序号；其数字越大

17、，越是近期产品用字母表示对原来型号的改进产品二、美国半导体分立器件型号命名方法表C-2美国电子工业协会半导体分立器件型号命名方法第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用符号表示器件用途的类别用数字表示PN结数目美国电子工业协会（EIA）注册登记美国电子工业协会注册登记顺序号用字母表示器件分挡符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义二、美国半导体分立器件型号命名方法表C-2美国电子工业协会半导体分立器件型号命名方法（无）军级特军级超特军级宇航级非军用品二极管该器件已经在美国电子工业协会（EIA）注册登记多位数字该器件在美国电子协会（EIA）登记的顺序号同一型号器件的不同挡别晶体管三个PN结器件

18、个PN结器件二、美国半导体分立器件型号命名方法表D-1常用普通二极管、整流二极管的主要参数最大整流电流（）最高反向工作电压（峰值）（）反向击穿电压（）反向电流（）最高工作频率（）mAVVAMHz2AP11620402501502AP8B3510201001502CZ50302530005（50）32CZ54B5005010（50）32CZ56AX3100030253000（注）103二、美国半导体分立器件型号命名方法表D-2常用稳压二极管的主要参数稳定电压（）稳定电流（）最大稳定电流（）动态电阻（）电压温度系数（）耗散功率（）VmAmA/W2CW523245105570-0080252CW55

19、62751033150060252CW10455653015000612CW1141821104701112CW1401351730170250103二、美国半导体分立器件型号命名方法表D-2常用稳压二极管的主要参数电流放大参数反向饱和电流参数极限参数备注AVmWmA3AX51A401501230100100低频小功率（锗PNP）3DX200B55400118300300低频小功率（硅NPN）3DG3325270,分挡35200300高频小功率（硅NPN）3CG170A25016050050高频小功率（硅PNP）3AD56B2014080045501151低频大功率（硅PNP）二、美国半导体分

20、立器件型号命名方法表D-2常用稳压二极管的主要参数3DD6A102005050151低频大功率（硅NPN）3DA28E15，分挡75111高频大功率（硅NPN）3CA1943A55160，分挡2301501151高频大功率（硅PNP）二、美国半导体分立器件型号命名方法表F-1ZP型整流管的主要参数额定正向平均电流反向重复峰值电压反向不重复平均电流反向重复平均电流mA浪涌电流正向平均电压额定结温/额定结温升结构形式冷却方式二、美国半导体分立器件型号命名方法表F-1ZP型整流管的主要参数螺栓式自冷二、美国半导体分立器件型号命名方法表F-2ZP型硅整流管正向电压组别正向平均电压/V组别二、美国半导体

21、分立器件型号命名方法表F-3硅塑封整流管的主要参数型号国外管型号1N1N1N1N1N1N1N1N1N1N1N（AV）/二、美国半导体分立器件型号命名方法表F-3硅塑封整流管的主要参数第0部分第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示器件符合国家标准用字母表示器件的类型用阿拉伯数字和字符表示器件的系列和品种代号用字母表示器件的工作温度范围用字母表示器件的封装二、美国半导体分立器件型号命名方法表F-3硅塑封整流管的主要参数符号意义符号意义符号意义符号意义符合国家标准电路HHTL电路G-塑料扁平EECL电路L-黑瓷扁平CCMOS电路-多层陶瓷双列直插M存储器-黑瓷双列直插微型机电路M-塑料双列直插F

22、线性放大器S塑料单列直插二、美国半导体分立器件型号命名方法表格类别通用型专用型型型型高阻型高精度型宽带型低功耗型高速型国内外型号（FSC）（FSC）（FSC）（RCA）（FSC）（ANA）O（NEC）（FSC）二、美国半导体分立器件型号命名方法表格电源电压范围，-或（3）开环差模增益共模抑制比最大差模输入电压二、美国半导体分立器件型号命名方法表格最大共模输入电压，-最大输出电压（812）输入失调电压的温漂/二、美国半导体分立器件型号命名方法表格输入失调电流的温漂/输入偏置电流差模输入电阻输出电阻二、美国半导体分立器件型号命名方法表格-宽带单位增益带宽转换速率s静态功耗W二、美国半导体分立器件型号命名方法表I-1KP型晶闸管的型号及常见参数通态正向平均电流/A断态正反向重复峰值电压，门极触发电压门极触发电流mA二、美国半导体分立器件型号命名方法表I-1KP型晶闸管的型号及常见参数二、美国半导体分立器件型号命名方法表I-2KP型晶闸管通态平均电压组别型号二、美国半导体分立器件型号命名方法表I-2KP型晶闸管通态平均电压组别正反向重复峰值电压/V二、美国半导体分立器件型号命名方法表I-2KP型晶闸管通态平均电压组别级别通态平均电压/V二、美国半导体分立器件型号命名方法表I-2KP型晶闸管通态平均电压组别组别