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1、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,positive,negative,2、二极管的电路符号:D VD3、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、闭合,主回路加反向电压,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,