1、试卷编号 2203 可控硅全波整流一实操目的1 掌握单结晶体管和可控硅的工作原理。2 了解单结晶体管触发电路脉冲产生的原理；3 了解调压的原理4 掌握各工作点的输出波形。5 掌握输出电压与控制角之间的关系。二原理图 实操原理图见图 2203-1 所示。图 2203-1 可控硅整流电路三实操器材220V/12V 交流变压器 2 个，示波器，万用表，桥堆一个，100 欧电阻两个，8V 稳压管 1 个，100K 可调电阻 1 个， 10K 电阻 1 个，0.1uF 电容 1 个，510 欧电阻 1 个，单结晶体管（BT33）1 个，47 欧电阻 2 个，二极管 2 个，可控硅 2 个，12V 灯泡
2、1 个，万能板 1块，导线若干，烙铁 1 个，焊锡若干。四元件介绍a) 可控硅1结构可控硅也称为晶闸管。它有三个电极，即阳极 a、阴极 c 和控制极 g。螺栓一端是阳极a,另一端有两个电极，引线粗的是阴极 c，细的是控制极 g。用万用表测量极间电阻的方法可以判断其好坏、触发能力及管脚。其图形文字符号及内部结构示意图如图 2203-2 所示。a J1 J2 J3a p1 p2 p3 p4 c SCR g g c(a)图形文字符号 (b)内部结构示意图图 2203-2 可控硅2工作原理在可控硅的阴阳极加反向电压时，只有 J2 结正向偏置，故只能通过很小的反向漏电流，可控硅不导通，呈反向阻断状态。在
3、可控硅的阴阳极加正向电压时（控制极断开） ，J1、J3结正向偏置，而 J2 结反向偏置，故在此时还是只有极小的正向漏电流通过，可控硅仍不导通，呈正向阻断状态。在可控硅的阴阳极加正向电压，并在控制极与阴极之间加上一定的正向触发电压 Ug，此时 J1、 J2、J3 结均为正偏值，并且由于自身的正反馈作用，即使触发电压消失，它们能保持导通，只有当阳极电压减小至 0 或反向，才关断。3主要参数（1） 正向阻断峰值电压（PFV）（2） 反向阻断峰值电压（PRV）（3） 额定正向平均电流（If）（4） 控制极触发电压（Ug（5） 维持电流（Ih）使用时必须注意加在可控硅上的正、反向电压峰值不应超过正、反向
4、峰值阻断电压，通过的平均电流值不应超过额定正向平均电流值，否则，可能损坏可控硅元件。4好坏判别：（1）R100 档，测量晶闸管阴阳极间正反向电阻值，正常的晶闸管正反向电阻值都应在几百千欧以上，若只有几欧或几十欧姆，则说明晶闸管已短路损坏。（2）R10 档或 R1 档，测量控制极与阴极间的正向电阻应很小（几十欧姆） ，反向电阻应很大（几十至几百千欧） ，但有时由于控制极 PN 结特性并不太理想，反向呈不完全阻断状态，故有时测得的反向电阻不是太大（几 K 欧或几十 K 欧） ，这并不能说明控制极特性不好，测试时，如果控制极与阴极间的正反向电阻都很小（接近 0）或很大，这说明晶闸管已损坏。5管脚判别
5、将万用表量程拨至 R1 档，将黑表笔接阳极，红表笔接阴极，记下表针位置。然后用一导线或通过开关，将晶闸管阳极与控制极短路一下（这相当于给控制极加上正向控制电压） ，晶闸管导通，读数为几至几十欧。再把导线断开，若读数不变，说明晶闸管良好。本法仅适用于小容量晶闸管，对于中容量和大容量晶闸管可在万用表 R1 档上，再串一1.5V 电池测试。(二) 单结晶体管1结构单结晶体管由一个 PN 结、发射极 e、第一基极 b1(离 e 较远) 和第二基极 b2（离 e 较近）组成，由于有两个基极，故又称为双基极二极管。其图形符号和等效电路如图 2203-3 所示。b2 b2V Rb2e e UbbUe Rb1
6、 Ub1b1(a)图形符号 (b) 等效电路图 2203-3 单结晶体管图中 V 代表发射极 e 与基极 b1、b2 间的等效二极管，因此，单结晶体管的发射极与任一基极间都有单向导电性，而基极 b1 与 b2 之间有约 212 千欧的电阻。2工作原理单结晶体管工作时，如果 UeUp(Up 为峰点电压，且 Up=Ub1+UV ，一般 UV 为 0.6-0.7v，为 PN 的正向电压降，即谷点电压)，则 PN 结正向导通，e 、b1 极间的电阻突然减小，发射极 e 即流过一个很大的脉冲电流，导通后，只要 UeUV 它就能维持导通状态，当 UeUV 时，它就呈截止状态。3单结晶体管管脚判别：、a发射
7、极 e：万用表置于 R1K 档，任意测量两个管脚间的正反向电阻，其中必有两个电极间的正反向电阻是相等的，约为 3-10K 欧（这两个管脚分别为第一基极 b1 和第二基极 b2） ，则剩余一个管脚为发射极 e.（因为单结晶体管是在一块高电阻率的 N 型硅半导体基片上引出两个欧姆接触的电极作为两个基极 b1、b2，b1 和 b2 之间的电阻就是硅片本身的电阻，正反向电相同） 。bb1、b2 极：测量发射极与某一基极间的正向电阻，阻值较大的为 b1，阻值较小的为 b2。思考题：如何用万用表判别单结晶体管和普通晶体三极管（NPN）？单结晶体管不但外形与普通三极管相似，而且与 NPN 三极管测量时也有相
8、似之处，单晶体管（双基二极管）的发射极 e 对两个基极 b1、b2 均呈现 PN 结的正向特性。正小反大，与普通 NPN 型晶体管特性一样，利用单晶体管的 b1、b2 之间没有 PN 结的特性，可以与普通 NPN 管相区别。b1、b2 间正反向电阻都一样约为 3-10K 欧，而 NPN 型晶体管的集电极与发射极之间是一个正向 PN 结和一个反向 PN 结串联，用万用表测量时正反向阻值都很大。（三）桥堆1桥堆好坏判别：利用桥堆相邻两个管脚间都有一个 PN 结（正向导通，反向阻断）如果有相邻两个管脚正反向电阻都无穷大（开路）或很小接近 0（短路）情况，桥堆已经损坏。2 管脚判别：万用表打到 R1K
9、 档，选定一管脚接到万用表黑（红）表笔上，红（黑）表笔分别接到其余三个管脚。如果 3 个阻值都很小，则所选定管脚为桥堆直流输出负（正）极端，若有大有小，则为桥堆输入电源端。五原理分析本电路为一可控硅整流调压电路，由单结管组成的触发电路和单相桥式半控整流电路组成。在图示的触发电路中，由桥式整流电路输出全波整流电压信号，通过限流电阻 R1 和稳压管后，因稳压管使整流电源的输出电压幅值限制在一定值上，输出一梯形波，提供给RC 振荡电路，经电容 C 充放电后输出一锯齿波电压信号，该信号又作为单结管的发射极的输入电压信号，从而使单结管输出一系列较窄的尖峰脉冲；主电路工作后，可控硅的阴阳极在正向电压作用下
10、，且当控制极接收到同步的脉冲信号时，可控硅即触发导通。调节充放电回路中的 RP，改变控制角 ，从而改变导通角 ，以达到调节输出电压的目的。六实操步骤1根据原理图，选择合适的元器件。有极性或管脚要求的元件应进行正确的判断，对其它元件应确认标称参数。2按照原理图正确焊接线路。3调试触发电路。线路焊好后，调节 RP 用示波器观察各工作点电压波形，直至输出一连续可调的脉冲信号。4系统调试。接通主电路，将脉冲信号加入可控硅的控制极，用示波器测试负载两端的电压波形；波形正常后，调节 RP 应使灯泡亮度发生变化。七注意事项1连接线路时，必须将各元件正确接入，特别应注意二极管、桥堆、稳压管的极性。2主电路和触
11、发电路必须同步（取同相电源） 。3测试负载电压波形时，因电压较高应用带衰减器的探针直接从灯泡两端测试。八故障分析1观察电容两端的波形时，无锯齿波输出，这时须先检查整流桥是否有电压输出，稳压管是接反及击穿，然后检查单结管的好坏及管脚是否有误。2触发电路有脉冲输出，但接好主电路后，灯泡不亮。这种情况应先检查可控硅两端是否加上了正向电压及可控硅的好坏和管脚是否有问题，然后检查脉冲幅值是否达到要求。3灯泡能发光，但亮度不可调。这时必须检查可调电阻及电容是否有问题，然后检查单结管接线及好坏。九、思考分析、 了解触发角 ，导通角 与负载电压的关系；、 若将触发电路的电源接到 A 相，主电路的电源接到 B 或 C 相，会出现什么现象？、 当脉冲的幅值不够高时，用什么方法增大其幅值？
