极管、三极管、晶闸管简介

二极管、三极管、 晶闸管简介 by 小曾 晶体二极管 (Diode) 1、二极管的构成 核心是 PN结， P性材料和 N性材料结合， 有 2个出线 端，即二极管有正、负两个极 应用电路 整 流 稳 压 限 幅 P N 正极 负极 ( a ) 负极正极 ( b ) positive negative 2、二极管的电路符号： D VD 3、 基本特性：单向导电性 4、分类： 根据材质分为： 1）硅二极管（导通电压： 0.50.7V） 2) 锗二极管 (导通电压： 0.20.3V) 根据用途分：整流二极管、检波二极管、稳 压二极管、发光二极管、光电二极管、变 容二极管等 5、 二极管作用： 整流：将交流电信号转换成直流电信号。 检波：用于高频信号的调解（信号转换）。 发光：用于装饰或各种信号指示。 变容：用于各种自动调谐电路。 光电：用于光的测量；当制成大面积的光电二 极管，可当做一种能源，称为光电池。 把交流电变为直流电 ， 称为整流 。 一个简单的二极管半波整流电路 如图 (a)所示 。 若二极管为理想二极管 ， 当输入一正弦波时 ， 由图可 知：正半周时 ， 二极管导通 (相当开关闭合 )， vo=vi；负半周时 ， 二 极管截止 (相当开关打开 )， vo =0。 其输入 、 输出波形见图 (b)。 整 流电路是直流电源的一个组成部分 。 整流（利用单向导电性） 稳压 稳压二极管的特点就是反向通电尚未击 穿前，其两端的电压基本保持不变。这样， 当把稳压管接入电路以后，若由于电源电 压发生波动，或其它原因造成电路中各点 电压变动时，负载两端的电压将基本保持 不变。 稳压二极管在电路中常用“ ZD”加数字表示 二极管的测试 1、正常二极管 模拟及数字表测量表二极管 注：图中显示正向压降值是示意性的，不同的二极管此值是不同的。 2、损坏的二极管 （ 1）正反向均不导通 （ 2）正反向测试数值均很小 晶体三极管 晶体三极管又称双极型晶体管，半导体三极管等。 分类及用途： 制造工艺不同：锗管、硅管。硅管应用广泛 结构不同： NPN、 PNP，硅管大部分为 NPN 工作频率不同：高频管（大于 3MHZ），低频管 用途不同：普通管，开关管 根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三 个掺杂区域，并形成两个 PN结，就构成了晶体管。 三极管的测试 , 用数字万用表测试三极管的方法： 用二极管档位测量判断三极管的类型 和基极 b ，将三极管看成是背靠背的二极 管，按照判断二极管的方法，可以判断区 分出其中一个极为公共正极或公共负极， 此极即为基极 b，对于 NPN型三极管基极 为公共正极，对于 PNP型三极管基极为公 共负极，以此来判断三极管是 NPN型或 PNP型。 。 二极管测试 三级管测试 参照二极管测试方法判别三极管的基极 晶闸管（可控硅） 晶闸管 SCR又称：晶体闸流管 可控硅 整流器。 晶闸管可分单向晶闸管、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。 单向可控硅晶闸管 5000a 优质单向晶闸管可控硅 bt169d系列 单向 可控硅 晶闸管 单向可控硅的结构 不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由 P型硅 和 N型硅组成的四层 P1N1P2N2结构。它有三个 PN结（ J1、 J2、 J3），从 J1结构的 P1层引出阳极 A，从 N2层引出阴级 K，从 P2层引出控制极 G，所 以它是一种四层三端的半导体器件。 可控硅结构示意图和符号图 可控硅的 优点 很多，例如：以小功率控制 大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反 应极快，在微秒级内开通、关断；无触点 运行，无火花、无噪音；效率高，成本低 等等。 可控硅的 弱点 有静态及动态的过载能力较 差；容易受干扰而误导通。 工作特性 在图（ a）所示的电路中， 晶闸管的 a、 k极、指示灯 HL、 和电源 VAA构成的回路称为主 回路。晶闸管的 g、 k极、开关 S和电源 VGG构成的回路称为触 发电路或控制电路。 （ 1） 正向阻断 在图 （ b） 所示电路中 ， 指示灯不亮 ， 这 说明晶闸管加正向电压 ， 但控 制极未加正向电压时 ， 管子不 会导通 ， 这种状态称为晶闸管 的正向阻断状态 。 (a)实验电路 (b)正向阻断 开关断开 （ 2）触发导通 在图 （ c） 所示电 路中，晶闸管加正向电压，在控制极上 加正向触发电压，此时指示灯亮，表明 晶闸管导通，这种状态称为晶闸管的触 发导通。 （ 3）反向阻断 在图 （ d） 所示电 路中，晶闸管加反向电压，即 a极接电 源负极， k极接电源正极，此时不论开 关 s闭合与否，指示灯始终不亮。这说 明当单向晶闸管加反向电压时，不管控 制极加怎样的电压，它都不会导通，而 处于截止状态，这种状态称为晶闸管的 反向阻断。 (c)触发导通 (d)反向阻断 开关闭合 主回路加反向电压 状态 条件 说明 从关断到导通 1、阳极电位高于是阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流 两者缺一 不可 维持导通 1、阳极电位高于阴极电位 2、阳极电流大于维持电流 两者缺一 不可 从导通到关断 1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流 任一条件 即可 可控硅只有导通和关断两种工作状态，它具有开关特性 ，这种特性需要一定的条件才能转化，此条件见下表： 半波可控整流电路 单向晶闸管在正向电压作用下 ， 改变控制极触发 信号的触发时间 ， 即可控制晶闸管导通的时间 ， 利用 这种特性可以把交流电变成大小可调的直流电 ， 这样 的电路称为可控整流电路 。 1 电路构成 图所示为单相半波可控整流电路 ， 它主要由整流 主电路和触发电路两大部分组成 ， 可控整流电路与普 通整流电路相似 ， 只是将整流二极管换成晶闸管 。 单相半波可控整流电路 （ a）电路原理图 （ b）实物接线图 2 工作原理 v2为正半周时 ， 晶闸管 V承受正向电压 ， 如 果这时没加触发电压 ， 则晶闸管处于正向阻断状 态 ， 负载电压 vL=0。 t1时刻给控制极加触发电压 vg， 晶闸管 V 导通 。 在 t1 期间 ， 尽管 vg在晶闸管导通后即 消失 ， 但晶闸管仍然保持导通 ， 此期间负载电压 vL与输人电压 v2相等 ， 直至 v2过零值 (时刻 )时 ， 晶闸管才自行关断 。 在 2期间 ， v2进入负半周 ， 晶闸管承受 反向电压 ， 即使控制极加人 vg也不会导通 ， 这时 负载电压 vL =0。 晶闸管承受正向电压而不导通的范围称为 控 制角 ， 导通的范围称为 导通角 ， 通过改变控制 角 的大小 ， 便可调整输出电压 VL的大小 。 半波可控整流波形 硅砂平面摇筛 给料机