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第10章晶闸管及其应用路模电子教案

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晶闸管及其应用PPT学习教案

晶闸管及其应用PPT学习教案

本章要求：
41
预备知识： 晶闸管的触发电路脉冲要求
g
i
触发信号可以是交流，直流也可以是 脉冲信 号。
触发电路必须符合下列要求： 1）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压 同步。 2）触发脉冲应有足够的功率。 3）触发脉冲应有足够的宽度。
ωt 强触发脉冲
第41页/共99页
本章要求：
42
预备知识： 晶闸管的触发电路脉冲要求
第42页/共99页
本章要求：
43
本44章要求：
9-3 单结晶体管触发电路
一、单结晶体管（双基极二极管）: 如：B T 3 3
e
b1 b2
第43页/共99页
本45章要求：
9-3 单结晶体管触发电路
一、单结晶体管（双基极二极管）: 如：B T 3 3
各部分的意义:
3：耗散功率 300mw T： 特殊半导体
IO
=3Ω 20
2、220V时最小控制角：最大导通角 ，最大 输出
UO=0.9U
=0.9×220 =60V ∴查表得 a=113.20
1+cosa 2
1+cosa 2
本章要求：
第33页/共99页
34
3.晶闸管的电流有效值：IT：（最小a对应最 大IT）
U IT=
RL
220 =
3
=26.23A
1 4π
本章要求：
24
6）、正向阻断峰值电压（也叫额定电 压或耐 压）UFRM： UFRM=（1.5~2）UTM
UTM：VT的AK间的实际峰值电压
二、单相桥式半控整流路：
1。电路图
第24页/共99页
本章要求：
25
2。工作过程：

晶闸管及其应用《模拟电子技术基础》课件(全集)

晶闸管及其应用《模拟电子技术基础》课件(全集)
逆变电源
利用逆变技术将直流电转换为交流 电，为电子设备提供电源。
04
04 晶闸管与其他电子元件的 比较
与二极管的比较
总结词
二极管与晶闸管在结构和工作原理上存在显著差异。
详细描述
二极管是由一个PN结组成的半导体器件，具有单向导电性，主要用于整流、检波和保护等电路中。而 晶闸管则是由三个PN结组成的半导体器件，具有可控的单向导电性，主要用于可控整流、开关和调压 等电路中。
晶闸管工作原理
总结词
晶闸管通过控制门极电压实现对其通断的控制。
详细描述
当在晶闸管的门极施加适当的正向电压时，晶闸管内部的空穴和电子在强电场的作用下分别向阴极和阳极运动， 形成正向电流。这个电流使晶闸管内部的PN结处于导通状态，允许电流通过。当门极施加反向电压时，晶闸管 内部的PN结处于截止状态，电流无法通过。
未来展望与研究方向
新材料与新工艺
研究新型半导体材料和制程技术，提高 晶闸管的性能和可靠性，以满足不断发
展的应用需求。
集成化与模块化
推动晶闸管的集成化和模块化发展， 简化电路设计和系统搭建，降低成本
并提高可靠性。
高频率、大容量
研究实现更高工作频率和更大容量的 晶闸管，提升电力电子系统的转换效 率和应用范围。
1970-1980年代
随着电力电子技术的快速发展，晶闸管在变频器、 电机控制等领域得到广泛应用。
ABCD
1950-1960年代
晶闸管技术逐渐成熟，开始应用于工业控制和电 力电子领域。
1990年代至今
晶闸管技术不断创新，新型材料和工艺的应用提 高了其性能和可靠性，拓宽了应用领域。
晶闸管的应用前景
新能源领域
02 晶闸管特性

计算机电路基础(第三版)-电子教案 第10章

计算机电路基础(第三版)-电子教案 第10章

0
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[例10-1] 分析图10-1逻辑电路。



[解]（1）在逻辑图上标出每个门的输出符号：C和D。 （2）求出每个门输出的逻辑表达式： （3）迭代各逻辑表达式，并化简： （4）利用F的逻辑表达式，求出各种输入组合情况下 的F值，填写真值表（表10-1），进而可知图10-1电 路的功能是完成异或运算。 表10-1 异或门真值表

[例10-1] 分析图10-1逻辑电路。 图10-1 异或门逻辑图 [解]（1）在逻辑图上标出每个门的输出符号：C和D。 （2）求出每个门输出的逻辑表达式： （3）迭代各逻辑表达式，并化简： （4）利用F的逻辑表达式，求出各种输入组合情况下的F值， 填写真值表（表10-1），进而可知图10-1电路的功能是完 成异或运算。
[解]（1）根据电路要求列出真值表（表10-2）。
真值表的每一行对应一个最小项，可写出逻辑函数的最小项表达式： （2）由真值表画出卡诺图如图10-3所示。
（3）由卡诺图求出简化的逻辑 表达式： F = AB+BC+AC （4）根据简化的逻辑表达式画 出逻辑电路图10-4所示。
10.4 组合逻辑电路中的竞争险象 在10.2节和10.3节讨论组合逻辑电路时，没有考虑门电路的延时，而实际的门电路对 信号的传输有延时现象。在组合电路中，当逻辑门有两个互补输入信号，如A和，同 时向相反状态变化时，由于器件的传输延时，可能会造成电路的输出端逻辑电平紊乱， 产生过渡干扰脉冲的现象。如图10-5（a）所示电路中，给出一个“或门”电路D2。 当输入信号A由1变为0时，则门D2的两个输入端，一个由1变为0，另一个B由0变为1， 输出应该为F=1。可是由于实际的门电路有传输延时，当输入信号A由1变为0时，而 输入信号B的变化落后于输入信号A的变化，仍保持为0，输出F=0，出现了不应该有 的负向过渡的干扰脉冲，见图10-5（b），这种现象就是竞争。但是竞争不一定产生 负向过渡的干扰脉冲，如当输入信号A由0变为1时。我们把逻辑门有两个互补输入信 号同时向相反状态变化的现象称为竞争；存在竞争现象的电路可能产生过渡干扰脉冲 的现象，但不一定产生，故称为竞争险象。显然，这种险象是应该避免的。

教案-晶闸管及其应用

教案-晶闸管及其应用

课题：8.1 晶闸管8.2 晶闸管触发电路授课时数：2教学目标：1．掌握晶闸管的结构和工作原理。

2．了解晶闸管触发电路。

教学重点：1．晶闸管的分类、结构、型号、参数和工作特性。

2．单结晶体管的特性及晶闸管触发电路的工作原理。

教学难点：1．晶闸管的工作特性。

2．单结晶体管触发电路的工作原理。

A．引入晶闸管俗称可控硅。

具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便等优点。

它广泛应用于无触点开关电路及可控整流设备中。

B．复习三端集成稳压器的分类。

C．新授课8.1 晶闸管8.1.1 单向晶闸管1．单向晶闸管的结构和符号（1）外形平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。

（2）符号及内部结构三个电极：阳极A、阴极K、控制极G4层半导体：P—1N—2P—2N1P—引出线为控制极；1P—引出线为阳极；2N—引出线为阴极23个PN结（J，2J，3J）1文字符号：一般用SCR、KG、CT、VT表示。

2．单向晶闸管的工作原理：（1）实验演示：①正向阻断：A－K加正向电压，G无电压－不导通。

②反向阻断：A－K加反向电压，G无论是否加控制电压－不导通。

③触发导通：A—K加正向电压，G，K加正向电压—导通。

④导通后控制极失去控制作用：晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。

（2）工作特点：①单向晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。

②晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。

③导通后的晶闸管若要关断时，必须将阳极电压降低到一定程度。

④晶闸管具有控制强电的作用，即利用弱电信号对控制极的作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统。

3．单向晶闸管主要参数（1）额定正向平均电流在规定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。

（2）维持电流在规定环境温度、控制极断开的条件下，保持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流。

（3）控制极触发电压和电流在规定环境温度及一定正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通，控制极所需的最小电压和电流。

晶闸管及其应用模拟电子技术基础全集

晶闸管及其应用模拟电子技术基础全集

电路优化
通过调整元件参数和电路 结构，优化电路性能，降 低功耗和提高稳定性。
04
晶闸管在模拟电子技术中的 应用
音频信号处理
音频信号放大
晶闸管可以用于音频信号的放大，通过调整其工作状态，实现对音频信号的电 压和电流的放大，从而驱动扬声器或其他音频输出设备。
音频信号调制
在无线电广播和电视广播中，晶闸管可以用于调制音频信号，将声音信息转换 为高频载波信号，以便于传输和接收。
VS
目前，科研人员正在不断探索新型材 料和工艺，如碳化硅、氮化镓等宽禁 带半导体材料，以及新型的合金材料 和薄膜工艺等。这些新材料和工艺有 望进一步提高晶闸管的性能指标和可 靠性，推动电力电子技术的不断发展。
HANKS
小型化与集成化发展趋势
小型化与集成化发展趋势是指将多个晶闸管集成在一起，实现更小体积、更低成本、更高效能的目标 。
随着微电子技术和封装技术的不断发展，晶闸管的小型化和集成化已成为一种趋势。这种趋势有助于 提高电力电子系统的集成度和可靠性，降低系统成本。
新材料与新工艺发展趋势
新材料与新工艺发展趋势是指采用新 型材料和工艺，以提高晶闸管的性能 指标和可靠性。
晶闸管及其应用模拟电子技术基础全集
$number {01}
目 录
• 晶闸管基础 • 晶闸管的应用 • 模拟电子技术基础 • 晶闸管在模拟电子技术中的应用 • 晶闸管与其他电子器件的比较 • 晶闸管的发展趋势与未来展望
01
晶闸管基础
晶闸管工作原理
晶闸管是一种半导体器件，其工作原 理基于PNPN四层结构，通过控制阳 极电压和门极电压来实现导通和关断。
02
晶闸管有三个电极，分别是阳极、阴极和门极 。
04

《晶闸管的构造和工作原理》核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年高中通用技

《晶闸管的构造和工作原理》核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年高中通用技

《晶闸管的构造和工作原理》教学分析一、引言晶闸管是一种重要的半导体器件，广泛应用于电力电子领域。

掌握晶闸管的构造和工作原理对于理解电力电子技术具有重要意义。

本文将以《晶闸管的构造和工作原理》为主题，对晶闸管的相关知识进行深入分析和讨论。

二、晶闸管的构造晶闸管主要由P型半导体、N型半导体和门极组成。

其结构如下：1. P型半导体：晶闸管的阳极部分为P型半导体，具有正电荷。

2. N型半导体：晶闸管的阴极部分为N型半导体，具有负电荷。

3. 门极：用于控制晶闸管导通和关断的极性。

通过以上结构，晶闸管可以实现从阻断到导通的转换，实现电路的控制和调节功能。

三、晶闸管的工作原理晶闸管的工作原理可以分为导通状态和关断状态两种情况：1. 导通状态：当晶闸管的阳极电压大于阈值电压时，通过施加正脉冲信号到门极，使得P型半导体和N型半导体之间形成导通通道，电流可以顺利通过，晶闸管处于导通状态。

2. 关断状态：当晶闸管的阳极电压小于阈值电压或不施加脉冲信号到门极时，P型半导体和N型半导体之间没有导通通道，电流无法通过，晶闸管处于关断状态。

通过控制门极信号的输入，可以实现晶闸管的导通和关断，从而实现电路的控制和调节功能。

四、教学分析1. 教材内容分析：《晶闸管的构造和工作原理》教材系统地介绍了晶闸管的构造和工作原理，内容简洁明了，易于理解。

2. 教学方法分析：在教学过程中，可以通过实物晶闸管模型演示、动画演示等形式，生动直观地展示晶闸管的工作原理，提高学生的进修兴趣和理解能力。

3. 教学目标分析：通过进修《晶闸管的构造和工作原理》，学生应该能够掌握晶闸管的结构和工作原理，理解晶闸管在电路中的应用，为今后的电力电子技术进修打下坚实基础。

4. 教学效果评估：可以通过教室小测验、实验报告等形式对学生进行评估，检验他们对晶闸管的理解水平和应用能力，及时发现和解决问题。

五、结论通过对《晶闸管的构造和工作原理》进行深入分析和讨论，可以帮助学生更好地理解晶闸管的原理和应用，为他们今后的进修和工作奠定基础。

晶闸管及其应用.(DOC)

晶闸管及其应用.(DOC)

课题9.1晶闸管简介课型新课授课班级授课时数1教学目标1．认识晶闸管的结构和符号2．能理解晶闸管工作原理3．熟记晶闸管导通与关断的条件教学重点晶闸管的结构和工作原理教学难点工作原理学情分析教学效果教后记新课A．复习1．三端集成稳压器的分类。

2．画出实现输出 10 V的稳压电源图。

B．引入二极管整流，当V i固定，V o是固定值，许多场合，所需的直流电源电压应能改变，具有可控性。

C．新授课一、晶闸管的结构符号1．结构：实物演示。

阳极a阴极c4层半导体控制极g2．符号：3．3个PN结（g与c之间为一个PN结）。

二、工作原理：1．实验演示：（1）a≠c加反向电压，无论是否加控制电压——不导通；控制极加反向电压，a≠c加正向电压——不导通。

（2）a，c加正向电压，g，c加正向电压，导通。

2．工作特点：（1）导通条件：晶闸管阳极与阴极间必须加正向电压，控制极与阴极间也要接正向电压。

（2）晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。

（3）关断条件：减小阳极电流< I H 维持电流。

方法：断开阳极电源、阳-阴间加反向电压。

讨论：①V1，V2如何连接？V2的b极与V1的c极连接，V2的c极与V1的b极连接。

②a，c加正向电压，V1，V2是否导通？不加g极，中间取反偏，V1无基极电流，不导通。

③控制极与阴极间加正向电压，V1工作状态如何？V1有基极电流而导通。

④V1，V2工作状态：饱和，总压降1 V。

⑤V1，V2导通后，g极去掉，V1，V2状态如何：V1，V2仍维持导通，反馈电流代替V1基本电流。

⑥要使V1，V2截止，应采取什么措施？a．去掉U gK。

b．I A＜I H（调电位器）。

三、简易检测：1．检测阳、阴极：正常时R E1，R E2都很大（指针基本不动）。

2．检测控制极是否短路或断开：（1）一个PN结。

（2）方法：同判别普通二极管一样。

四、主要参数：1．额定正向平均电流：允许通过阳极与阴极之间的电流平均值。

网络互联技术与实训 电子教案第10章 动态路由二(rip协议)

网络互联技术与实训 电子教案第10章 动态路由二(rip协议)

12
RIP协议定时器（ RIP协议定时器（con.1) 协议定时器
Garbage timer和Holddown timer同时 用于将失效的路由信息删除前的计时。 在Holddown timer的时间内，失效的 路由信息不能被接收到的新信息所更 新；在garbage timer计时器超时后， 失效的路由信息被删除。 触发更新定时器：在触发更新时使用。
6
1和 2的不同点 RIP Version 1和Version 2的不同点
1. 它们发送消息的方式不同 2. RIPv1是有类的路由协议；而RIPv2是无类的 3. RIPv1没有认证的功能，RIPv2可以支持认证， 并且有明文和MD5两种认证。 4. RIPv1发送的路由更新包里面没有next-hop 属性，RIPv2有next-hop属性，可以用与路 由更新的重定向。
16
rip报文定点传送 rip报文定点传送
配置rip报文定点传送 （rip视图 报文定点传送 视图) 配置 视图
[SYS-rip] peer ip-address
取消定点传送（ 视图) 取消定点传送（rip视图 视图
[SYS-rip] undo peer ip-address ip-address:与路由器相联的非广播网络接口 的IP地址的IP地址；
3. 邻居路由器收到RIP请求后，回送应答消息， 应答消息中包含了自己的完整路由表。 4. 启动了RIP的路由器根据接收到的RIP应答来 更新其路由表，具体方法是添加新的路由表 项，并将接收到的路由表项中跳数值加1。
注意： 注意： 启动了RIP的路由器即使在没有收到请求的情况下，也会每30 启动了RIP的路由器即使在没有收到请求的情况下，也会每30 RIP的路由器即使在没有收到请求的情况下 缺省时间)向它的邻居发送包含完整路由表的应答消息。 秒(缺省时间)向它的邻居发送包含完整路由表的应答消息。

晶闸管及其应用教案

晶闸管及其应用教案

课题任务九晶闸管及其应用9.１单、双向晶闸管和单结晶闸管的认识和检测课型新课授课班级授课时数 2 教学目标了解单向、双向晶闸管和单结晶体管的结构、引脚、主要参数、基本特性教学重点万用表的正确使用方法教学难点单、双向晶闸管和单结晶闸管的认识和检测学情分析教学效果教后记A、导入新课实物展示:向学生展示单向、双向晶闸管和单结晶体管，提出本次课任务。

B、新授课基础知识一、单向晶闸管㈠外形单向晶闸管的外形如图9－１所示。

图9-1单向晶闸管外形㈡结构与符号单向晶闸管是由三个PN结及其划分为四个区组成，如图9-2所示。

由外层的Ｐ型和N型半导体分别引出阳极Ａ和阴极K,由中间的P型半导体引出控制极Ｇ。

文字符号用“Ｖ”表示。

展示法(结合演示讲解）实物展示(ａ）结构(ｂ)符号图9-２单向晶闸管的结构与符号㈢工作特性⒈单向晶闸管的导通必须具备两个条件:①在阳极(A）与阴极（K)之间必须为正向电压(或正向偏压);即: U AK＞0;②在控制极（G)与阴极（K）之间也应有正向触发电压;即: U GK＞0。

⒉晶闸管导通后,控制极（G)将失去作用,即:当U GK=0，晶闸管仍然导通。

⒊单向晶闸管要关断时必须满足：使其导通(工作)电流小于晶闸管的维持电流值或在阳极（A）与阴极（K)之间加上反向电压(反向偏压）;即：ＩV<I H或U AＫ＜０。

二、双向晶闸管㈠外形双向晶闸管的外形如图9-3所示。

图9-３双向晶闸管外形结合演示讲解㈡结构与符号双向晶闸管的结构与符号如图9-4所示,它是一个N ＰNPN五层结构的半导体器件，其功能相当于一对反向并联的单向晶闸管，电流可以从两个方向通过。

所引出的三个电极分别为第一阳极T1、第二阳极Ｔ2和控制极G。

(a)结构（b）符号图9-4 双向晶闸管的结构与符号㈢工作特性⒈双向晶闸管导通必须具备的条件是:只要在控制极(G)加有正或负向触发电压（即ＵG＞0或U G＜0＝,则不论第一阳极(T１）与第二阳极（T2）之间加正向电压或是反向电压,晶闸管都能导通。

第十章晶闸管--《模拟电子技术》

第十章晶闸管--《模拟电子技术》

电子技术模拟电路部分第十章晶闸管及其应用第十章晶闸管及其应用§10.1 工作原理§10.2 特性与参数§10.3 可控整流电路§10.4 触发电路§10.5 单结管触发的可控整流电路§10.6 晶闸管的其它应用§10.7 晶闸管的保护及其它类型晶闸管（Thyristor）别名：可控硅（SCR)（S ilicon C ontrolled R ectifier）是一种大功率半导体器件，出现于70年代。

它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。

特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。

应用领域：•整流（交流→直流）•逆变（直流→交流）•变频（交流→交流）•斩波（直流→直流）此外还可作无触点开关等。

10.1.1 结构A （阳极）P 1P 2N 1三个PN 结N 2四层半导体G （控制极）§10.1 工作原理符号A K GGKP 1P 2N 1N 2A P PN NN P A GK10.1.2 工作原理示意图A PP NNNP GKi g ßi g ßßi gKAGT 1T 2由二个三极管组成的电路等效G1.若只加U AK 正向电压，控制极不加触发电压，两三极管均不能导通，即晶闸管不通。

导通过程2.当U AK > 0且U GK >0时，晶闸管迅速导通。

U GK 开始加入时，T 1首先导通，i b1 = i g 、i C1= βi b1；然后T 2导通，i b2= i C1= βi b1、i c2=ß i b2= ββi b1，此后T 1进一步导通，形成正反馈，A 、k 两极间迅速导通。

KAT 1T 2i b1i c2i c1i gi b23.晶闸管导通后，去掉电压U依靠正反馈，GK，晶闸管仍维持导通状态；4.晶闸管截止的条件：晶闸管的A、K两极间加反向电压，或开始（1）= 0 ），工作时就不加触发信号（即令UGK晶闸管则不能导通；（2）晶闸管正向导通后，欲令其截止，必须，或加大回路电阻，致使晶闸管中减小UAK）以下，正反馈的电流减小到维持电流（IH失效，晶闸管截止。

第10章晶闸管及其应用(ppt文件)-路模电子教案

第10章晶闸管及其应用(ppt文件)-路模电子教案

图10.5晶闸管交流调压
(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，负载上获得的电压波形如图10.5（b）所示，
(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。
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
UP
UD
UA
VA

RB1 RB1 RB2
U BB
U B
式中 RB1 称单结管分压比，一般为
RB2 RB2
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10.9(b)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。

教案项目8 晶闸管及应用

教案项目8 晶闸管及应用

《电子技术基础与技能》任务1 《晶闸管认识》
5/500表示额定电流5A，额定电压500V的普通晶闸管。

任务2 《晶闸管的应用》
晶闸管承受的最高反向电压: U DRM =
晶闸管的功率因数
在半波可控整流电路中，由于输出信号为非正弦，即使
是电阻性负载，功率因数也不等于1。

其值为：222cos U R I I U R I S P L
L L L L L ===ϕ
2、电感性负载
（1）. 电路及工作原理
加续流二极管
（3）. 电压与电流的计算
2、电感性负载桥式可控整流电路
三、晶闸管的应用
拨盘式密码锁控制电路
任务3 《其他晶闸管》
相当于两个反向晶闸管并联，两者共用一个控制极。

2. 工作原理：
UT1>UT2时，控制极相对于T2加正脉冲，晶闸管正向导通，电流从T1流向T2。

UT2>UT1时，控制极相对于T2
电流从T2流向T1。

训练1：认识两种晶闸管的结构特点。

机工社2023电力电子技术 第6版教学课件第10章 电力电子技术的应用

机工社2023电力电子技术 第6版教学课件第10章 电力电子技术的应用

正组 - Ud
+ M EM
-
发电运行
电动运行
反组
动机作电动运行，正组桥工 -T
作在整流状态，1</2， EM<Ud （下标中有表示整 正组
流，下标1表示正组桥，下
标2表示反组桥）。
反转整流 Id
+T Id 反转逆变
EM M
+
电能
电网
+ Ud
反组
电网
电能
正组 + Ud
M EM
+
反组
电动运行 -n
发电运行
18
10.2.1 交直交变频器
■交直交变频器（Variable Voltage Variable Frequency，简称VVVF电源 ） 由AC/DC、DC/AC两类基本变流电路组合形成，最主要的优点是输出频 率不再受输入电源频率的制约。 ■当负载电动机需要频繁、快速制动时，要求具有再生反馈电力的能力。
'增大方向
'增大方向
反组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流器
n
' 1
' 2
' 3
' 4
'= '=
2
' 4
' 3
' 2
' 1 =' ;' = 1 1 11 2= '2; '2=2
正组变流器
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2
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1
图10-5 电动机在四象限中的机械特性
12
10.1.3 直流可逆电力拖动系统
■直流可逆电力拖动系统

《晶闸管的构造和工作原理导学案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》

《晶闸管的构造和工作原理导学案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》

《晶闸管的构造和工作原理》导学案
一、导入
晶闸管作为一种重要的半导体器件，在摩登电子技术中有着广泛的应用。

了解晶闸管的构造和工作原理，对于理解电子器件的工作方式和应用具有重要意义。

本导学案将指挥同砚们深入了解晶闸管的构造和工作原理，帮助同砚们掌握相关知识。

二、进修目标
1. 了解晶闸管的基本构造和工作原理。

2. 掌握晶闸管导通和关断的条件。

3. 理解晶闸管的应用领域和优势。

三、进修内容
1. 晶闸管的构造
2. 晶闸管的工作原理
3. 晶闸管的导通和关断条件
4. 晶闸管的应用领域和优势
四、进修过程
1. 晶闸管的构造
晶闸管由四层半导体材料构成，其中有三个PN结。

晶闸管的结构分为主结和辅助结，主结是指控制晶闸管导通和关断的结构，辅助结用于增强控制能力。

2. 晶闸管的工作原理
晶闸管是一种双向导电器件，其工作原理是通过控制极的信号来控制晶闸管的导通和关断。

当控制极施加正脉冲信号时，晶闸管导通；当施加负脉冲信号时，晶闸管关断。

3. 晶闸管的导通和关断条件
晶闸管导通需要满足正向电压和触发电流的条件，同时控制极施加正脉冲信号。

关断时需要减小触发电流或施加负脉冲信号。

4. 晶闸管的应用领域和优势
晶闸管广泛应用于电力控制、变频调速、电炉控制等领域，具有导通损耗小、速度快、可靠性高等优势。

五、总结
通过本次导学，我们了解了晶闸管的构造和工作原理，掌握了晶闸管的导通和关断条件，了解了晶闸管的应用领域和优势。

希望同砚们能够深入进修晶闸管相关知识，为今后的进修和工作打下坚实基础。

晶闸管及其应用讲解

晶闸管及其应用讲解

晶闸管及其应用课程目标1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件2 掌握可控整流电路的工作原理及分析3 理解晶闸管的过压、过流保护4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量课程内容1 晶闸管的结构及特性2 单相半波可控整流电路3 单相半控桥式整流电路4 晶闸管的保护5 晶闸管的应用实例6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量学习方法从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。

课后思考1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？4 如何选用晶闸管？晶闸管的结构及特性一、晶闸管外形与符号：图5.1.1 符号图5.1.2 晶闸管导通实验电路图为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。

（1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。

控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。

（2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。

（3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。

（4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。

（5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。

从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件：(1) 晶闸管阳极电路加正向电压；(2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。

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第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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10.9(b)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。
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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10.10所示。图中TS称同步变压器，初级接主电源。
图10.10 单结管触发电路。
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。
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
(1) 截止区 截 止 区 对 应 曲 线 中 的 起 始 段 (OP) 。 此 段 UE<UD+UA，电流极小，E和B1两电极间呈现高阻。 (2) 负阻区
负阻区对应曲线中的PV段。当UE>UD+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，UE 随 的增大而减小，即 具有负阻特性，这是单结管特有的。
(3) 饱和区
饱和区对应曲线中的V点以后段，过V点后 再 继续增大，RB1将变大，单结管进入饱和导通状态，又 呈现正阻特性，与二极管正向特性相似。
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
综上所述，单结管具有以下特点：
① 当发射极电压等于峰点电压UP时，单结管导通。 导通之后，当发射电压减小到uE<UV时，管子由导通变 为截止。一般单结管的谷点电压在2~5V。
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/25
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
2. 单结管振荡电路
单结管振荡电路如图10.9（a）所示，它能产生一系 列脉冲，用来触发晶闸管。
（a）电路图
(b)波形图
图10.9 单结管振荡电路及波形
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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 ）<UP时，单结管截止，R1 两端输出电压近似为0。当uC达到峰点电压UP时，单结 管的E、B1极之间突然导通，电阻RB1急剧减小，电容 上的电压通过RB1、R1放电，由于RB1、R1都很小，放 电很快，放电电流在R1上形成一个脉冲电压uo。当uC 下降到谷点电压UV时，E、B1极之间恢复阻断状态， 单结管从导通跳变到截止，输出电压uo下降到零，完 成一次振荡。
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
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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。
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
2020/11/25
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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。
② 单结管的发射极与第一基极之间的RB1是一个 阻值随发射极电流增大而变小的电阻，RB2则是一个与 发射极电流无关的电阻。
③ 不同的单结管有不同的UP和UV。同一个单结管， 若电源电压UBB不同，它的UP和UV也有所不同。在触 发电路中常选用UV低一些或IV大一些的单结管。
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(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。
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图10.3 晶闸管工作原理
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(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+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。
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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晶闸管电压电流特性曲线
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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。
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
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。
10.1.2晶闸管的主要参数
1. 电压参数
2.
(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UDRM ，指允许重复加在晶闸管上 的反较小的一个值称作晶闸管的 额定电压。
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
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10.2.2 触发电路 1. 单结管结构与特性
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10.2晶闸管应用
10.2.1 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
第10章晶闸管及其应用路模电子教案
(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。
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(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。