单结晶体管和晶闸管
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1.5 单结晶体管和晶闸管概念归纳单结晶体管:利用一个PN结构成的具有负阻特性的器件。
工作原理和特性曲线伏安特性变化如下图所示。
1、图中,当V BB固定,等效电路中,A点对b1的电压U A= V BB为定值。
当U e较小时,U e<U A,PN结反偏,此时只有很小的反向漏电流I EO(几微安)如图中曲线“1”段。
2、当U e增大,U e=U A时,PN结处于零偏,i E=0。
3、U e继续增大,当U e>U A,i E开始大于零,由于硅二极管的正向压降为0.7V,所以i E不会有显著的增加,这个电压称为峰值电压U P,对应电流称为峰值电流I P。
这一区域称为截止区。
4、U e继续增加,U e>U A,管子转向导通,PN结电流开始显著增加,这时将有大量的空穴进入基区,e、b1间载流子大量增加,使r b1迅速减小,而r b1的减小又使U A降低,导致i E又进一步加大,这种正反馈的过程,使i E急剧增加U A下降,单结管呈现了负阻特性,图中曲线“2”线段,到了“C”点负阻特性结束,C点电压U V称为谷点电压,一般为1~2.5V,对应的电流称为谷点电流Iv,一般为几毫安。
5、过了谷点之后,继续增加U e,i E~U e曲线形状接近二极管导通时的正向特性曲线。
如曲线“3”线段,此时称为饱和区。
饱和压降一般小于4~5V。
6、当改变V BB电压,改变了阀值电压U A,曲线的峰点电压也随之改变。
晶闸管:利用三个PN结构成的大功率可控整流器件。
晶体闸流管简称晶闸管,也称为硅可控元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件,多用于可控整流、逆变、调压等电路,也作为无触点开关。
晶闸管是大功率器件,用在较高电压和较大电流的情况,需安装散热片。
工作原理阻断状态:当晶闸管的阳极A和阴极C之间加正向电压而控制极不加电压时,J2处于反向偏置,管子不导通,称为阻断状态。
触发导通过程:在很短时间内,两只管子均进入饱和状态,使晶闸管完全导通,这个过程称为触发导通过程。
《电子》教案
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S1,断开S2,此时,灯亮/不亮。
合上,S2也合上,此时,灯亮
断开,灯熄灭/不熄灭。
(不熄灭)S1,此时,灯熄灭。
《电子》教案
《电子》教案
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(1)特点:输出的负载电压是可控的。
(2)工作过程:
设
u为变压器一次电压,2u为变压器二次电压,L R为负载。
1
《电子》教案
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.组成:
⎪⎩
⎪
⎨⎧21
b
b e 第二基极第一基极发射极三个极:
)一个结:PN 结
故称单结晶体管或双基极二极管。
图示箭头指向表示电流方向,只流向b 1极。
.型号:
BT31、BT32、BT33、BT35等。
.等效电路分析: )等效电路
《电子》教案
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)触发脉冲电压的形成:
接通电源,微调电阻R P和R1,电容C
升,至当上升到单晶结管的导通电压后,单结晶体管导通,放电,在R3上形成很窄的正脉冲
电,单结晶体管发射极e点电压低于导通值,而截止,放电一个周期结束。
随后E继续给C充电,
上便形成了触发脉冲电压。
阻大小,调整C的充电快慢,从而改变脉冲
《电子》教案。
单结管和晶闸管的识别与检测一、单结晶体管[1]单结管即单结晶体管,又称为双基极二极管,是一种具有一个PN结和两个欧姆电极的负阻半导体器件。
常见的有陶瓷封装和金属壳封装的单结晶体管。
[2]单结晶体管可分为N型基极单结管和P型基极单结管两大类。
单结晶体管的文字符号为“VT”,图形符号如图所示。
[3]单结晶体管的主要参数有:①分压比η,指单结晶体管发射极E至第一基极B1间的电压(不包括PN结管压降)在两基极间电压中所占的比例。
②峰点电压UP,是指单结晶体管刚开始导通时的发射极E与第一基极B1的电压,其所对应的发射极电流叫做峰点电流IP。
③谷点电压UV,是指单结晶体管由负阻区开始进入饱和区时的发射极E与第一基极B1间的电压,其所对应的发射极电流叫做谷点电流IV。
[4]单结晶体管共有三个管脚,分别是:发射极E、第一基极B1和第二基极B2。
图示为两种典型单结晶体管的管脚电极。
[5]单结晶体管最重要的特性是具有负阻性,其基本工作原理如图示(以N基极单结管为例)。
当发射极电压UE大于峰点电压UP时,PN结处于正向偏置,单结管导通。
随着发射极电流IE的增加,大量空穴从发射极注入硅晶体,导致发射极与第一基极间的电阻急剧减小,其间的电位也就减小,呈现出负阻特性。
[6]检测单结晶体管时,万用表置于“R×1k”挡,检测两基极间电阻:两表笔(不分正、负)接单结晶体管除发射极E以外的两个管脚,读数应为3~10kΩ。
[7]检测PN结正向电阻(N基极管为例,下同):黑表笔接发射极E,红表笔分别接两个基极,读数均应为数千欧。
对调两表笔后检测PN结反向电阻,读数均应为无穷大。
如果测量结果与上述不符,说明被测单结管已损坏。
[8]测量单结晶体管的分压比η:按图示搭接一个测量电路,用万用表“直流10V”挡测出C2上的电压UC2,再按公式η=UC2/UB计算即可。
[9]单结晶体管的基本应用是组成脉冲产生电路,包括振荡器、波形发生器等,并可使电路结构大为简化。
可控硅(晶闸管SCR)单结晶体管(双基极二极管)一、可控硅的概念和结构?二、晶闸管又叫可控硅(Silicon Controlled Rectifier, SCR)。
自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族,它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管,等等。
今天大家使用的是单向晶闸管,也就是人们常说的普通晶闸管,它是由四层半导体材料组成的,有三个PN结,对外有三个电极〔图2(a)〕:第一层P型半导体引出的电极叫阳极A,第三层P型半导体引出的电极叫控制极G,第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。
从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到,它和二极管一样是一种单方向导电的器件,关键是多了一个控制极G,这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。
晶闸管的特点:是“一触即发”。
但是,如果阳极或控制极外加的是反向电压,晶闸管就不能导通。
控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通,却不能使它关断。
那么,用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断,可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。
如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压,那么,在电压过零时,晶闸管会自行关断。
十、可控硅元件的工作原理及基本特性电路可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成十二、如何鉴别可控硅的三个极鉴别可控硅三个极的方法很简单,根据P-N结的原理,只要用万用表测量一下三个极之间的电阻值就可以。
阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上,阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上(它们之间有两个P-N结,而且方向相反,因此阳极和控制极正反向都不通)。
控制极与阴极之间是一个P-N结,因此它的正向电阻大约在几欧-几百欧的范围,反向电阻比正向电阻要大。
课题一二极管、三极管、单结晶体管、晶闸管、电动机的测试一、目的要求掌握二极管、三极管、单结晶体管、晶闸管、电动机的测试二、器件及仪表1、器件二极管、三极管、单结晶体管、晶闸管、电动机及电池2、仪表万用表或检流计三、讲授测试方法1、二极管的测试利用万用表的欧姆档测量二极管的正反向电阻,测量电阻小时,万用表的黑表笔接的是二极管的正极,另一端为负极。
2、三极管的测量(1)对于NPN型三极管,首先利用测量PN结的办法来确定基极,假设一端为集电极,用手捏住基极与集电极,注意基极与集电极不能接触,然后测量集电极与发射极的电阻,黑表笔接集电极,如果测量的电阻值小,说明假设正确。
(2)对于PNP型三极管,首先利用测量PN结的办法来确定基极,假设一端为集电极,用手捏住基极与集电极,注意基极与集电极不能接触,然后测量集电极与发射极的电阻,黑表笔接发射极,如果测量的电阻值小,说明假设正确。
3、单结晶体管的测量b1与b2之间是定值电阻,e与b1的电阻值大,e与b2的电阻值小。
4、晶闸管的测量阴极与阳极之间的正反向电阻无穷大,门极与阴极之间是一个PN结。
5、电动机的测量首先利用万用表确定三相绕组,并进行编号;一相接上电池,另一相接上检流计,在电池一相接通的瞬间,如果检流计偏向大于零的一边,,则电池的正极所接的一端于检流计负极所接的一端为同名端。
6、注意事项(1)首先要掌握测量的方法。
(2)在测量过程中,必须注意万用表的欧姆档的使用,每换一档必须调零。
(3)重复练习确保熟练掌握电子器件的测量。
四、电子器件的发放按班级人数每人一套件进行电子器件的发放。
五、进行测量练习学生利用电子器件和仪表进行测量练习。
六、巡回指导在学生进行测量练习过程中进行指导,确保学生能够掌握所学知识。
七、电子器件测量的考试通过考试了解学生的掌握情况,并作为该课题的实习操作分数。
]课题二Y—Δ降压启动控制线路与双速电动机控制线路的安装及故障排除一、目的要求掌握Y—Δ降压启动控制线路与双速电动机控制线路的安装及故障排除。
随着社会的发展,在日常生产生活中我们用到直流电源的地方也越来越广泛!而能够将交流电能转换为直流电能的整流电路的主要电力电子器件是半控型的晶闸管,与其对应的主要变换电路是相控整流电路。
相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛的应用。
关键词直流电源;整流电路;单结晶体;晶闸管;同步触发;全控整流电路The place that with the development of society, we use in daily childbirth in life to direct-current power source be also more and more broad! But be able to be that partly, the crystal brake charging a type manages , main part shifts than corresponding a circuit is to charge commutation circuit each other with the electric power electron device exchanging main part that electric energy changes into the commutation circuit that direct current can. The function has stabilized charge the commutation circuit structure simplicity each other , under the control of convenient, has been to gain the main method that direct current can at present , has got broad application,Keywords Direct-current power source; Commutation circuit; Shan crystal; Brake is in charge of crystal; Trigger synchrony; Charge commutation circuit completely目录1 设计任务书 (4)1.1设计课题 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计要求 (4)1.4参数确定及元件选取 (4)2设计方案的选取 (6)2.1设计方案的选取 (6)3 单相晶闸管全控整流电路 (7)3.1晶闸管(Thyristor) (11)3.2 单相桥式相控整流电路 (11)4 单结晶体管触发电路系统电路 (16)4.1单结晶体管(简称UJT) (16)4.2单结晶体管触发电路 (18)5总电路图 (21)5.1总电路图及工作原理 (21)6 晶闸管的保护 (23)6.1晶闸管的保护 (23)心得体会 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1 设计任务书1.1 设计课题本次电力电子课程设计的课题就是设计单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路。
湖南工学院电力电子技术课程设计课题名称:单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路系别:电气与信息工程系专业班级:电气0505班姓名:胡功伟学号:7指导教师:肖文英老师同组人员:胡功伟鲁浪吴海平马泓龙刘小军设计时间:2007年6月前言电力电子技术无论对改造传统工业(电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等),还是对新建高技术产业(航天、激光、通信、机器人等)和高效利用能源均至关重要。
我国目前仍旧是一个发展中的国家,尚处于前工业化阶段,传统产业仍然是我国国民经济的主力军,因此在近期或在较长一段时期内,传统产业的改造和发展将在很大程度上决定着我国经济的发展。
而电力、机械、冶金、石油、化工、交通运输是传统产业的重要支柱,这些产业技术水平的高低直接关系到我国工业基础的强弱。
毫无疑问,电力电子技术是提高这些产业技术水平的重要手段,它是对我国传统产业实现技术改造、建立自动化工业体系的关键应用技术。
工业供电电源种类繁多,中小功率电源包括交流不间断电源、通讯电源及各类高频开关电源。
众所周知,它们在远距离通讯.、数据通讯、计算机和办公自动化、工业和仪表、新型先进医疗和实验室设备、工业过程控制机、操作控制台、测试和测量仪器中均有广泛的应用。
而大功率直流电源及低频交流电源则在现代工业中具有十分重要的地位。
大功率直流电源包括电解、电弧炉、电镀用的直流电源等。
电机调速传动、工业供电电源、电力输配电和照明四大方面的各类电力电子装置与系统的主要理论基础是电力电子学,并和其它许多相关的学科基础密切相关,如基础理论(固体物理、电磁学、电路理论、热力学、光学、化学)、专业理论(电力系统、系统与控制理论、电机学及电力传动、通信理论、信号处理、电子学、微电子学、金属学)以及各种专门技术(材料、元件制造、半导体及集成电路制造、电磁及电磁兼容测量、计算机仿真和辅助设计)等。
因此电力电子技术是门应用性很强的交叉学科,要彻底改变我国目前电力电子技术及其应用的落后状况,一方面必须加大对电力电子技术应用基础研究的投资强度和加强对电力电子技术应用基础研究的项目跟踪管理,采取有效措施加强对国际学术交流活动的支持。
1. 单结晶体管的结构和等效电路
一、单结晶体管
N
P PN 结
b 1基极
基极b 2
发射极
e
结构示意图
e
b 2
b 1
符号
e
b 2
b 1
r b1
r b2
D
等效电路
低参杂
高参杂
2. 工作原理和特性曲线
e
b 2
b 1
r b1
r b2
D
R e
V EE
V BB
b 1
+U EB1
I E 测试电路
当b 1-b 2间加电源V BB
且发射极开路时
BB
BB b b b A V V r r r U η=⋅+=2
11
A
比
称为单结晶体管的分压η基极b 2的电流为2
12
b b BB
B r r V I +=
当U EB1为零时,二极管承受反向电压BB EA V U η-=
2. 工作原理和特性曲线
e
b 2
b 1
r b1
r b2
D
R e
V EE
V BB
b 1
+U EB1
I E 测试电路
A
当U EB1= U EA 时,
I E = 0
若U EB1继续增大
使PN 结正向偏置则I E 变为正向电流
当U EB1增大到某一数值,单结晶体管进入负阻工作区
I E 的增加只受输入回路外部电阻的限制
i E
1
EB u U P
U V
I EO
I P
I V 饱和区负阻区截止区
特性曲线
峰点电压
谷点电压
峰点电流
谷点电流
单结晶体管的负阻特性广泛应用于:定时电路和振荡电路中
3. 应用举例
u c
U V U P O
t
u c 的波形
单结晶体管组成的振荡电路
C
+V BB
R
u c
电路
1、结构和等效模型
二、晶闸管
T 1
T 2
P 1
P 2
N 1N 1P 2N 2
A
G
C
结构的分解
P 1P 2N 1
N 2
J 1J 2J 3
A G
C
结构示意图
C
A
G
符号
A
C
G
T 1
T 2
等效电路
阳极
阴极
控制极
2、工作原理
T 2
T 1
R
V AA
V GG
I G
I B2
2
2B I b 2
21B I b b 等效电路
V AA
V GG
R
实际电路
当A-C 间加正向电压,G 不加电压时,管子阻断当A-C 间加正向电压,且G 加正电压时,管子导通正向阻断:阳极电流I A 减小到小于维持电流I H 反向阻断:阳极和阴极之间加反向电压
3、晶闸管的伏安特性
i
u
o
G
I 1G I 2G I R
I BR
U H
I 增大G I 阻断
导通
4、晶闸管的主要参数
额定正向平均电流I
F
维持电流I
H
触发电压U
G 和触发电流I
G
正向重复峰值电压U
DRM
反向重复峰值电压U
RRM。