第7章 电力电子技术 电子技术（第2版_）课件.ppt

7.4 晶闸管触发电路　　 主要要求： 理解单结晶闸管触发电路的工作原理 了解单结晶闸管触发电路的组成及应用 如前所述，要使晶闸管导通，除了在阳极与阴极之间加正向电压外，还需要在控制极与阴极之间加正电压（电流）。产生触发电压（电流）的电路称为触发电路，前面所讨论的向负载提供电压和电流的电路称为主电路称为主电路。根据晶闸管的性能和主电路的实际需要，对触发电路的基本要求如下： 1.触发电路要能够提供足够的出发功率（电压和电流），以保晶闸管可靠导通。手册给的出发电流和触发电压是指该型号所有合格晶闸管能够被触发的最小控制极电流和最小控制极电压。 2.触发脉冲要有足够的宽度，脉冲前沿应尽量陡，以使晶闸管在触发后，阳极电流能上升到超过擎住电流而维持导通。对于感性负载，由于反电动势阻止电流的上升，触发脉冲还要更宽。 3.触发脉冲必须与主电路的交流电源同步，以保证主电路在每个周期里有相同的导通角。 4.触发脉冲的发出时刻应能平稳的前后移动，使控制角有一定的变化范围，以满足对主电路的控制要求。 很多电路都能实现上述要求，本节重点介绍单结晶体触发电路。 7.4.1 单结晶体管 1.结构 单晶体管外形与普通晶体三极管一样，有三个电阻，但它内部有一个PN结。它是在一块N型基片一侧和两端各引出一个欧姆接触的电极，分别称为第一基极B1和第二基极B2，而在基片的　另一侧较靠近B2处设法掺入Ｐ型杂志形成ＰＮ结，并引出一个电极，为发射极Ｅ。左图描绘出了单结晶体管的结构、符号与等效电路。其中RB1,RB2分别是两个基极至ＰＮ结之间的电阻。由于具有两个基极，单结晶体管也称为双基极二极管。 a结构 b符号 c等效电路 2.伏安特性 单结晶体管伏安特性是指它的发射极特性。测试电路如图（ａ）所示，在两基极之间加一固定电压UBB。加在发射极B1与级之间的电压UE可通过RP进行调节。改变电压值UE，同时测量不同UE对应的发射极电流IE，得到图（b）所示伏安特性曲线。 a测试电路 b伏安特性曲线 当E极开路时，图中A点对极间电压（即上压降）为 式中 为单结晶体的分压比，它由管子的内部决定，是单结晶体管的重要参数，其值一般在0.3~0.8之间。 接上外加电源UEE，调整RP使UE由零逐渐加大，在UEUA+UD=ηUBB+UD时（UD为等效二极管的正向压降），二极管因反偏而截止，发射极仅有很小的反向电流流过。E与B1间呈现很大的电阻，管子处于截止状态，这段区域称截止区。如图b中OP段。 当UE升高到UE=ηUBB+UD时，达到图别b中P点，二极管开始正偏而导通。IE随之开始增加。P点所对应的发射极电压UP和电流IP分别称为单结晶体管的峰点电压和峰点电流。显然，峰点电压为 导通后，发射极P区空穴大量注入到N型基片，由于B1点电位低与E点，大多数空穴被注入到N型基片的B1一端。这就使基片上AB1段的电阻RB1值迅速减少，UBB在A点的分压UA也随之减少，使二极管的正向偏压增加，IE进一步增加，IE的增加又促使RB1进一步减少。这样形成IE迅速增加UA急剧下降的一个强烈的正反馈过程。由于PN结的正向压降随IE的增加而变化不大，UE就要随UA的下降而下降，一直达到最低点V。V点成为谷点，所对应的UE，IE分别称为谷点电压UV、 谷点电流IV。由于UE随IE增大而减小，动态电阻 为负值，故从P点到V 点这段曲线称为单结晶体管的负阻特性。对应这段负阻特性的区域称为负阻区。 V点以后，当IE继续增大，空穴注入N区增大到一定程度，部分空穴来不及与基区电子复合，出现空穴剩余，使空穴继续注入遇到阻力，相当于RB1变大，因此在V点之后，元件又恢复正阻特性，UE随着IE的增大而缓慢增大。这段区域称为饱和区。显然，UV是维持管子导通的最小发射极电压，一旦UEUV，管子将截止。 1.当发射极电压UE小于峰点电压UP时，单结晶体管为截止状态，当UE上升到峰点电压时，单结晶体管触发导通。 2.导通后，若UE低于谷点电压UV，单结晶体管立即转入截止状态。 3.峰点电压UP与管子的分压比η及外加电压UBB有关。 η大则UP大， UBB大则UP也大。 由上述分析可知，单结晶体管具有以下特点： 7.4.2 单结晶体管触发电路 1.单晶体管振荡电路 单结晶体管振荡电路是利用上述