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第九章 晶闸管及应用 单结晶体管振荡电路 伏安特性曲线 在两个基极之间加正向电压UBB 当发射极电压为0： UA=RB1×UBB/(RB1+RB2)= ?UBB ?称分压系数(分压比)，一般为0.3~0.9，是单结晶体管 的重要参数 提高发射极电压UE： 当UEUA,PN结反偏,IE几乎为0 RB1呈高阻，单结晶体管截止。 当UE升高到一定值，PN结导通，发射极电流IE增大， 电压UE的最大值称为峰点电压UP，与之对应的电流 称峰点电流IP UP=UA+UD= ?UBB+UD UD为二极管正向压降，约0.6V PN结导通后，RB1迅速减小，E与B1之间的电压UE下 降，这段曲线的动态电阻?UE/?IE为负值，称为负阻区 电压UE的最低点称谷点电压UV， 当UEUV，单结晶体管关断。 IE再增大，UE仅略有增大，单结晶体管进入饱和区。 可见 当UE=UP时，单结晶体管导通， 呈低阻态 当UEUV时，单结晶体管关断， 呈高阻态 注意 R1，R2为外接电阻 C为外接电容 单结管E,B1间电阻突然减小，电容上的电荷通 过R1放电，放电速度取决于RC1，因为R1R，放电迅 速，放电电流在R1上形成尖脉冲。 工作原理 接通电源,电容充电,电压uc上升,上升速度取决于RC的值,当uCuP,单结晶体管截止 2) 当uC=uP, 3) 当uC降到谷点电压uV,单结管关断。此后重复上述过程。 在R1上形成一系列尖脉冲。 这种周而复始的自动充放电过程称为 振荡 通过电路振荡在电容器上形成锯齿波，在R1上形成尖脉冲 尖脉冲出现的时间可通过改变 R 的值来调节 R大，电容充电慢， 到达uP的时间长，脉冲出现时间晚 R小，电容充电快， 到达uP的时间短，脉冲出现时间早 移 相 单结晶体管振荡电路可用于半控整流电路中,构成触发电路。 主电路：单相桥式半控整流电路 触发电路：由单结晶体管振荡器组成 为将触发电路产生的尖 脉冲按一定周期准时送 至主电路，使晶闸管按 周期导通，必须使晶闸 管阳极电压起始时刻与 电容器充电起始时刻保 持一致。 变压器Tr： 同步 同 步 即:触发电路过零时刻与主电路过零时刻保持一致,称“同步” 同步作用由变压器完成,u1对主电路供电,u2对触发电路供电, u1和u2同相，保证同步。Tr又称“同步变压器” 实际上主电路与触发电路只要接在同一电网上可保持同相 稳压管DZ： 削 波 把电压u0的顶部削掉，使u0成为梯形波uZ. 优 点 当电网电压波动时，单 结晶体管输出脉冲的幅度 以及每半周产生第一个脉 冲的时间不受影响。 削波后还可增大移相范围和降低单结晶体管所承受的峰值 电压。 电网波动?uC波动? IE波动? RB1变化? UP波动? 影响脉冲幅度及产生时间 9.1 掌握晶闸管的导通和关断条件 9.2 可控整流电路的工作原理及特点 9.1 晶闸管简介 晶闸管是晶体闸流管的 简称，也称可控硅 可控整流 逆变 交流调压 无触点开关 将直流?交流，可 实现异步电动机的 变频调速 代替闸刀开关通/断， 切换速度快，无火花 无噪音 晶闸管是在晶体管基础上发展起来的大功率器件 它有四层，三个结，三个引出极 阳极(A)，阴极(K), 控制极(G) 阳 极 阴 极 控制极 晶闸管外型 实验 结 果 晶闸管可看成有PNP和NPN型 两个晶体管联接而成 晶闸管工作原理 原理 1)晶闸管阳极A与阴极K之间加正向电压，控 制极断开，两个三极管均无基极电流，晶闸 管不导通。 2) 在控制极G与阴极K之间加正向电压， 当IG到达一定数值，T2首先导通： IB2=IG，IC2=?IB2= ?IG 又： IB2=IC1, 随后T2导通， IC1与IG一起进入T2的基极后再次放大。 该过程在极短时间内连锁循环进行， 晶闸管瞬间全部饱和导通。 等效电路 3）晶闸管导通后，即使控制极与外界断 开，T2管的基极电流IB2=IC1?IA，比IG 大，管子维持导通。 在导通后，要关断晶闸管： 晶闸管导通后，控制极失去控制作用 1）阳极电流IA减小到某一数值以下， 内部连锁状态不能维持，管子截止。 2) 切断阳极电源 3) 在阳极和阴极之间加反向电压 + – 1）晶闸管导通必须同时具备两个条件： 阳极与阴极之 间加正向电压 控制极与阴极 之间加正向电压 可见 2）晶闸管的控制极只有使晶闸管导通的作用，一旦导通 就不再有控制作用，无论控制极对阴极有无电压或反向 电压，管子始终导通 3）要使晶闸管阻断(截止), 必须切断阳极电源或使阳极 电压反向或将阳极电压减小到某一数值以下。 晶闸管的伏安