晶體(ti) 管和晶閘管的區別,單結晶體(ti) 管和晶閘管的識別檢測
本文來源:電子發燒友
晶體(ti) 管(transistor)是一種固體(ti) 半導體(ti) 器件,可以用於(yu) 檢波、整流、放大、開關(guan) 、穩壓、信號調製和許多其它功能。晶體(ti) 管作為(wei) 一種可變開關(guan) ,基於(yu) 輸入的電壓,控製流出的電流,因此晶體(ti) 管可做為(wei) 電流的開關(guan) ,和一般機械開關(guan) (如Relay、switch)不同處在於(yu) 晶體(ti) 管是利用電訊號來控製,而且開關(guan) 速度可以非常之快,在實驗室中的切換速度可達100GHz以上。
一般晶體(ti) 管所指晶體(ti) 管即半導體(ti) 三極管,是內(nei) 部含有兩(liang) 個(ge) PN結,外部通常為(wei) 三個(ge) 引出電極的半導體(ti) 器件。它對電信號有放大和開關(guan) 等作用,應用十分廣泛。輸入級和輸出級都采用晶體(ti) 管的邏輯電路,叫做晶體(ti) 管-晶體(ti) 管邏輯電路,書(shu) 刊和實用中都簡稱為(wei) TTL電路,它屬於(yu) 半導體(ti) 集成電路的一種,其中用得最普遍的是TTL與(yu) 非門。TTL與(yu) 非門是將若幹個(ge) 晶體(ti) 管和電阻元件組成的電路係統集中製造在一塊很小的矽片上,封裝成一個(ge) 獨立的元件。半導體(ti) 三極管是電路中應用最廣泛的器件之一,在電路中用“V”或“VT”(舊文字符號為(wei) “Q”、“GB”等)表示。
晶閘管(Thyristor)是晶體(ti) 閘流管的簡稱,又可稱做可控矽整流器,以前被簡稱為(wei) 可控矽;晶閘管是PNPN四層半導體(ti) 結構,它有三個(ge) 極:陽極,陰極和門極;晶閘管工作條件為(wei) :加正向電壓且門極有觸發電流;其派生器件有:快速晶閘管,雙向晶閘管,逆導晶閘管,光控晶閘管等。它是一種大功率開關(guan) 型半導體(ti) 器件,在電路中用文字符號為(wei) “V”、“VT”表示(舊標準中用字母“SCR”表示)。
晶閘管具有矽整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作,且其工作過程可以控製、被廣泛應用於(yu) 可控整流、交流調壓、無觸點電子開關(guan) 、逆變及變頻等電子電路中。
晶體(ti) 管與(yu) 晶閘管的區別
(1)晶體(ti) 管(transistor)是一種固體(ti) 半導體(ti) 器件,具有檢波、整流、放大、開關(guan) 、穩壓、信號調製等多種功能。晶體(ti) 管作為(wei) 一種可變電流開關(guan) ,能夠基於(yu) 輸入電壓控製輸出電流。與(yu) 普通機械開關(guan) (如Relay、switch)不同,晶體(ti) 管利用電訊號來控製自身的開合,而且開關(guan) 速度可以非常快,實驗室中的切換速度可達100GHz以上。
(2)晶閘管又叫可控矽,有陽極、陰極和控製極,其內(nei) 有四層PNPN半導體(ti) ,三個(ge) PN結。控製極不加電壓時,陽極(+)、陰極(-)間加正向電壓不導通,陰極(+)、陽極(-)間加反向電壓也不導通,分別稱為(wei) 正向阻斷和反向阻斷。陽極(+)、陰極(-)加正向電壓,控製極(+)、陰極(-)加一電壓觸發,可控矽導導通,此時控製極去除觸發電壓,可控矽仍導通,稱為(wei) 觸發導通。要想關(guan) 斷(不導通),隻要電流小於(yu) 維持電流就行了,去除正向電壓也能關(guan) 斷。
單結晶體(ti) 管和晶閘管的識別檢測
[1] 單結管即單結晶體(ti) 管,又稱為(wei) 雙基極二極管,是一種具有一個(ge) PN結和兩(liang) 個(ge) 歐姆電極的負阻半導體(ti) 器件。常見的有陶瓷封裝和金屬殼封裝的單結晶體(ti) 管。
[2] 單結晶體(ti) 管可分為(wei) N型基極單結管和P型基極單結管兩(liang) 大類。單結晶體(ti) 管的文字符號為(wei) “VT”,圖形符號如圖所示。
[3] 單結晶體(ti) 管的主要參數有:① 分壓比η,指單結晶體(ti) 管發射極E至第一基極B1間的電壓(不包括PN結管壓降)在兩(liang) 基極間電壓中所占的比例。② 峰點電壓UP,是指單結晶體(ti) 管剛開始導通時的發射極E與(yu) 第一基極B1的電壓,其所對應的發射極電流叫做峰點電流IP。③ 穀點電壓UV,是指單結晶體(ti) 管由負阻區開始進入飽和區時的發射極E與(yu) 第一基極B1間的電壓,其所對應的發射極電流叫做穀點電流IV。
[4] 單結晶體(ti) 管共有三個(ge) 管腳,分別是:發射極E、第一基極B1和第二基極B2。圖示為(wei) 兩(liang) 種典型單結晶體(ti) 管的管腳電極。
[5] 單結晶體(ti) 管最重要的特性是具有負阻性,其基本工作原理如圖示(以N基極單結管為(wei) 例)。當發射極電壓UE大於(yu) 峰點電壓UP時,PN結處於(yu) 正向偏置,單結管導通。隨著發射極電流IE的增加,大量空穴從(cong) 發射極注入矽晶體(ti) ,導致發射極與(yu) 第一基極間的電阻急劇減小,其間的電位也就減小,呈現出負阻特性。
[6] 檢測單結晶體(ti) 管時,萬(wan) 用表置於(yu) “R&TImes;1k”擋,檢測兩(liang) 基極間電阻:兩(liang) 表筆(不分正、負)接單結晶體(ti) 管除發射極E以外的兩(liang) 個(ge) 管腳,讀數應為(wei) 3~10kΩ。
[7] 檢測PN結正向電阻(N基極管為(wei) 例,下同):黑表筆接發射極E,紅表筆分別接兩(liang) 個(ge) 基極,讀數均應為(wei) 數千歐。對調兩(liang) 表筆後檢測PN結反向電阻,讀數均應為(wei) 無窮大。如果測量結果與(yu) 上述不符,說明被測單結管已損壞。
[8] 測量單結晶體(ti) 管的分壓比η:按圖示搭接一個(ge) 測量電路,用萬(wan) 用表“直流10V”擋測出C2上的電壓UC2,再按公式η=UC2/UB計算即可。
[9] 單結晶體(ti) 管的基本應用是組成脈衝(chong) 產(chan) 生電路,包括振蕩器、波形發生器等,並可使電路結構大為(wei) 簡化。圖示為(wei) 單結晶體(ti) 管弛張振蕩器。單結管VT的發射極輸出鋸齒波,第一基極輸出窄脈衝(chong) ,第二基極輸出方波。RE與(yu) C組成充放電回路,改變RE或C即可改變振蕩周期。該電路振蕩周期T≈REC ln[1/(1-η)],式中,ln為(wei) 自然對數,即以e(2.718)為(wei) 底的對數。
[10] 單結晶體(ti) 管還可以用作晶閘管觸發電路。圖示為(wei) 調光台燈電路。在交流電的每半周內(nei) ,晶閘管VS由單結管VT輸出的窄脈衝(chong) 觸發導通,調節RP便改變了VT輸出窄脈衝(chong) 的時間,即改變了VS的導通角,從(cong) 而改變了流過燈泡EL的電流,實現了調光的目的。
[11] 晶體(ti) 閘流管簡稱為(wei) 晶閘管,也叫做可控矽,是一種具有三個(ge) PN結的功率型半導體(ti) 器件。常見的晶閘管有塑封式、陶瓷封裝式、金屬殼封裝式和大功率螺栓式等形狀。晶體(ti) 閘流管可分為(wei) :單向晶閘管、雙向晶閘管、可關(guan) 斷晶閘管等多種。
[12] 晶體(ti) 閘流管的文字符號為(wei) “VS”,圖形符號如圖示。晶閘管的主要參數有:額定通態平均電流、正反向阻斷峰值電壓、維持電流、控製極觸發電壓和電流等。使用時應注意不能超過其極限參數指標,並留有一定餘(yu) 量,以免造成器件損壞。
[13] 晶閘管具有三個(ge) 電極。單向晶閘管的三個(ge) 電極是:陽極A、陰極K、控製極G。雙向晶閘管的三個(ge) 電極是:兩(liang) 個(ge) 主電極T1、T2以及控製極G。使用中應注意識別。
[14] 晶閘管具有可控的單向導電性,即不但具有一般二極管單向導電的整流作用,而且可以對導通電流進行控製。單向晶閘管是PNPN四層結構,形成三個(ge) PN結,具有三個(ge) 外電極A、K和G,可等效為(wei) PNP、NPN兩(liang) 晶體(ti) 管組成的複合管,見圖14左邊。在A、K間加上正向電壓後,管子並不導通。此時在控製極G加上正電壓時,VT1、VT2相繼迅速導通,此時即使去掉控製極電壓,管子仍維持導通狀態。雙向晶閘管可以等效為(wei) 兩(liang) 個(ge) 單向晶閘管反向並聯,見圖14右邊,雙向晶閘管可以控製雙向導通,因此除控製極G外的另兩(liang) 個(ge) 電極不再分陽極陰極,而稱之為(wei) 主電極T1、T2。
[15] 檢測單向晶閘管:萬(wan) 用表置於(yu) “R&TImes;10Ω”擋,黑表筆接控製極G,紅表筆接陰極K,測量其正向電阻,應有較小的阻值。對調兩(liang) 表筆測其反向電阻,應比正向電阻明顯大一些。測量控製極G與(yu) 陽極A之間的正、反向電阻,均應為(wei) 無窮大。這是因為(wei) G、A間為(wei) 兩(liang) 個(ge) PN結反向串聯,不論正、反向均不應導通,否則晶閘管已壞。
[16] 檢測雙向晶閘管:萬(wan) 用表置於(yu) “R&TImes;1Ω”擋,兩(liang) 表筆測量控製極G與(yu) 主電極T1間的正、反向電阻,均應為(wei) 較小阻值。測量控製極G與(yu) 主電極T2間的正、反向電阻,均應為(wei) 無窮大。
[17] 檢測單向晶閘管導通特性:萬(wan) 用表置於(yu) “R&TImes;1Ω”擋,黑表筆接陽極A,紅表筆接陰極K,表針指示應為(wei) 無窮大。用螺絲(si) 刀等金屬物將控製極G與(yu) 陽極A短接一下(短接後即斷開),表針應向右偏轉並保持在十幾歐姆處。檢測雙向晶閘管導通特性:黑表筆接主電極T1,紅表筆接主電極T2,表針指示應為(wei) 無窮大。將控製極G與(yu) 主電極T2短接一下,表針應向右偏轉並保持在十幾歐姆處。如不符合上述情況則說明晶閘管已損壞。
[18] 晶閘管具有以小電流(電壓)控製大電流(電壓)的作用,並具有體(ti) 積小、重量輕、功耗低、效率高、開關(guan) 速度快等優(you) 點,在無觸點開關(guan) 、可控整流、逆變、調光、調壓、調速等方麵得到廣泛的應用。圖示為(wei) 晶閘管無觸點開關(guan) 控製的報警器電路,當探頭檢測到異常情況時,輸出一正脈衝(chong) 至控製極G,晶閘管VS導通使報警器報警,直至有關(guan) 人員到場並切斷開關(guan) S才停止報警。
[19] 雙向晶閘管可以用作交流調壓器。圖示電路中,RP、R和C組成充放電回路,C上電壓作為(wei) 雙向晶閘管VS的觸發電壓。調節RP可改變C的充電時間,也就改變了VS的導通角,達到交流調壓的目的。
[20] 普通晶閘管導通後控製極即不起作用,要關(guan) 斷必須切斷電源,使流過晶閘管的正向電流小於(yu) 維持電流。可關(guan) 斷晶閘管克服了上述缺陷,當控製極G加上正脈衝(chong) 電壓時晶閘管導通,當控製極G加上負脈衝(chong) 電壓時晶閘管關(guan) 斷。
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