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课程教案首页No.7授课题目晶闸管及其特性教学单元学 时2 V 4 教学目标知识目标:晶闸管的结构与工作原理能力目标:让学生进一步理解晶闸管的结构及工作原理。素质目标:逐步培养学生分析电路的能力。重点难点晶闸管的工作原理晶闸管的特性教学方法实物演示法、讲授法、操作法能力训练（作业）教学体会授课班级授课时间及地点年月日（星期）第节，楼室年月日（星期）第节，楼室年月日（星期）第节，楼室年月日（星期）第节，楼室年月日（星期）第节，楼室任务 设计步骤一：复习提问，起到承上启下作用。10分钟1 .说明单相半波整流电路输出点电压如何计算？2. 说明单相桥式整流电路输出点电压如何计算？由于二极管整流电路得到固定的脉动直流电压，应用在整流电压改变的场合，可以选用晶闸管作为整流元件，满足工作要求。开门见山引入本课内容。步骤二：讲授新课65分钟通过PPT进行结构和工作原理分析。晶闸管及其特性一、晶闸管的结构与工作原理1. 晶闸管的结构外形有螺栓型和平板型两种封装；有三个联接端；螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便；平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。如下图所示：2.晶闸管的工作原理按晶体管的工作原理图，得:妇=5+/COHC2 = K + ICBO2lK =0 +】G1A =，C1 +，C2式中al和a2分别是晶体管VI和V2的共基极电流增益；lCBOX和ICBO2分别是VI和V2的共基极漏电流。由以上式可得：j _。/一 + CBO1 + 1CB02一0 +%）在低发射极电流下a是很小的，而当发射极电流建立起来之后，a迅速增大。阻断状态：/G=0,al+a2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。开通状态：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致+以趋近于1的话，流过晶闸管的电流将趋近于无穷大，实现饱和导通。L实际由外电路决定。晶闸管正常工作时的特性总结如下：（1）承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。（4）要使晶闸管美断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。二、晶闸管的特性1. 伏安特性（1）正向特性Ic=O时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。正向电压超过正向转折电压bo,则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。晶闸管本身的压降很小，在IV左右。（2）反向特性反向特性类似二极管的反向特性。反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。当反向电压达到反向击穿电压后，可能导致晶闸管发热损坏。2, 晶闸管的开关特性1）开通过程延迟时间：td （0.51.5”）上升时间：tr （0. 53|is）开通时间质以上两者之和：tgt=td+tr2）关断过程反向阻断恢复时：0正向阻断恢复时间：0关断时间tu以上两者之和：tq=trr+t普通晶闸管的关断时间约儿百微秒。三、参数计算1. 电压定额（1）断态重复峰值电压U眦在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。（2）反向重复峰值电压（册在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。通常取晶闸管的11豚和。呻中较小的标值作为该器件的额定电压。通态（峰值）电压Ut晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。选用时，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压23倍。2. 电流定额（1）通态平均电流It俐）在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。(2) 维持电流Ih使晶闸管维持导通所必需的最小电流。(3) 擎住电流II晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常L.约h为的24倍。(4) 浪涌电流I1SH指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。3. 动态参数除开通时间M和关断时间L.外,还有：(1 )断态电压临界上升率du/dt指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通。(2)通态电流临界上升率di/dt指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。普通晶闸管的各电极判别分析由普通晶闸管的结构图可知：控制极G与阴极K之间为一个PN结(JQ,具有单向导电性，而阳极A与控制极G之间有两个反向串联的PN结(Ji、JD,因此，通过用万用表的RX100电阻档测量各电极之间的电阻阻值，就能确定三个电极。3. 普通晶闸管的各电极判别操作将万用表黑表笔接晶闸管的某一电极，红表笔依次去接晶闸管的另外两个电极，若测量结果有一次为儿千欧姆，而另一次为儿百欧姆，则可判定黑表笔所接电极是控制极G,并且前一次红表笔所接的电极是阳极A,后一次红表笔所接的电极是阴极K。若两次测得的电阻阻值都接近无穷大,则需要更换黑表笔所接电极，直到找出晶闸管的三个电极为止。四、普通晶闸管的质量判断1、用万用表的RX1K电阻档测量普通晶闸管的阳极A与阴极K之间的正、反向电阻阻值，正常时均应接近无穷大。若测得阳极A与阴极K之间的正、反向电阻阻值为零或较小，则说明晶闸管的内部已被击穿或漏电。2. 普通晶闸管的控卜制极G与阴极K之间的正向电阻阻值约为2KQ,反向电阻阻值约为80KQ以上，若两次测得的电阻阻值均很大或很小，则说明普通晶闸管的控制极G与阴极K之间开路或短路。3. 普通晶闸管的阳极A与控制极G的正向电阻阻值约为几百千欧姆，反向电阻阻值接近无穷大，阳极A与控制极G相当于两个反向串联的PN结（力、J2）,若出现阳极A与控制极G之间的正、反向电阻阻值不一样，则说明其中有一个PN结被击穿。五、晶闸管的使用1. 晶闸管的整流应用（1）单向整流（2）三相整流2. 晶闸管的逆变应用（1）有源逆变（2）无源逆变步骤三：师生共同回顾总结15分钟1.晶闸管的导通条件是什么？2. 晶闸管的关断条件是什么？
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