晶体管(transistor)是一种固体半导体器材,能够用于检波、整流、扩大、开关、稳压、信号调制和许多其它功用。晶体管作为一种可变开关,根据输入的电压,操控流出的电流,因而晶体管可做为电流的开关,和一般机械开关(如Relay、switch)不同处在于晶体管是运用电信号来操控,并且开关速度能够非常之快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
一般晶体管所指晶体管即半导体三极管,是内部含有两个PN结,外部一般为三个引出电极的半导体器材。它对电信号有扩大和开关等效果,运用非常广泛。输入级和输出级都选用晶体管的逻辑电路,叫做晶体管-晶体管逻辑电路,书刊和有用中都简称为TTL电路,它归于半导体集成电路的一种,其间用得最遍及的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上,封装成一个独立的元件。半导体三极管是电路中运用最广泛的器材之一,在电路顶用“V”或“VT”(旧文字符号为“Q”、“GB”等)表明。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,曾经被简称为可控硅;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极;晶闸管作业条件为:加正向电压且门极有触发电流;其派生器材有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器材,在电路顶用文字符号为“V”、“VT”表明(旧规范顶用字母“SCR”表明)。
晶闸管具有硅整流器材的特性,能在高电压、大电流条件下作业,且其作业进程能够操控、被广泛运用于可控整流、沟通调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
晶体管与晶闸管的差异
(1)晶体管(transistor)是一种固体半导体器材,具有检波、整流、扩大、开关、稳压、信号调制等多种功用。晶体管作为一种可变电流开关,能够根据输入电压操控输出电流。与一般机械开关(如Relay、switch)不同,晶体管运用电信号来操控本身的开合,并且开关速度能够非常快,实验室中的切换速度可达100GHz以上。
(2)晶闸管又名可控硅,有阳极、阴极和操控极,其内有四层PNPN半导体,三个PN结。操控极不加电压时,阳极(+)、阴极(-)间加正向电压不导通,阴极(+)、阳极(-)间加反向电压也不导通,别离称为正向阻断和反向阻断。阳极(+)、阴极(-)加正向电压,操控极(+)、阴极(-)加一电压触发,可控硅导导通,此刻操控极去除触发电压,可控硅仍导通,称为触发导通。要想关断(不导通),只需电流小于保持电流就行了,去除正向电压也能关断。
单结晶体管和晶闸管的辨认检测
[1] 单结管即单结晶体管,又称为双基极二极管,是一种具有一个PN结和两个欧姆电极的负阻半导体器材。常见的有陶瓷封装和金属壳封装的单结晶体管。
[2] 单结晶体管可分为N型基极单结管和P型基极单结管两大类。单结晶体管的文字符号为“VT”,图形符号如图所示。
[3] 单结晶体管的主要参数有:① 分压比η,指单结晶体管发射极E至榜首基极B1间的电压(不包含PN结管压降)在两基极间电压中所占的份额。② 峰点电压UP,是指单结晶体管刚开端导通时的发射极E与榜首基极B1的电压,其所对应的发射极电流叫做峰点电流IP。③ 谷点电压UV,是指单结晶体管由负阻区开端进入饱满区时的发射极E与榜首基极B1间的电压,其所对应的发射极电流叫做谷点电流IV。
[4] 单结晶体管共有三个管脚,别离是:发射极E、榜首基极B1和第二基极B2。图示为两种典型单结晶体管的管脚电极。
[5] 单结晶体管最重要的特性是具有负阻性,其根本作业原理如图示(以N基极单结管为例)。当发射极电压UE大于峰点电压UP时,PN结处于正向偏置,单结管导通。跟着发射极电流IE的添加,很多空穴从发射极注入硅晶体,导致发射极与榜首基极间的电阻急剧减小,其间的电位也就减小,呈现出负阻特性。
[6] 检测单结晶体管时,万用表置于“R&TImes;1k”挡,检测两基极间电阻:两表笔(不分正、负)接单结晶体管除发射极E以外的两个管脚,读数应为3~10kΩ。
[7] 检测PN结正向电阻(N基极管为例,下同):黑表笔接发射极E,红表笔别离接两个基极,读数均应为数千欧。对调两表笔后检测PN结反向电阻,读数均应为无穷大。假如丈量结果与上述不符,阐明被测单结管已损坏。
[8] 丈量单结晶体管的分压比η:按图示搭接一个丈量电路,用万用表“直流10V”挡测出C2上的电压UC2,再按公式η=UC2/UB核算即可。
[9] 单结晶体管的根本运用是组成脉冲发生电路,包含振动器、波形发生器等,并可使电路结构大为简化。图示为单结晶体管弛张振动器。单结管VT的发射极输出锯齿波,榜首基极输出窄脉冲,第二基极输出方波。RE与C组成充放电回路,改动RE或C即可改动振动周期。该电路振动周期T≈REC ln[1/(1-η)],式中,ln为自然对数,即以e(2.718)为底的对数。
[10] 单结晶体管还能够用作晶闸管触发电路。图示为调光台灯电路。在沟通电的每半周内,晶闸管VS由单结管VT输出的窄脉冲触发导通,调理RP便改动了VT输出窄脉冲的时刻,即改动了VS的导通角,然后改动了流过灯泡EL的电流,完成了调光的意图。
[11] 晶体闸流管简称为晶闸管,也叫做可控硅,是一种具有三个PN结的功率型半导体器材。常见的晶闸管有塑封式、陶瓷封装式、金属壳封装式和大功率螺栓式等形状。晶体闸流管可分为:单向晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管等多种。
[12] 晶体闸流管的文字符号为“VS”,图形符号如图示。晶闸管的主要参数有:额外通态均匀电流、正反向阻断峰值电压、保持电流、操控极触发电压和电流等。运用时应留意不能超过其极限参数目标,并留有必定余量,避免构成器材损坏。
[13] 晶闸管具有三个电极。单向晶闸管的三个电极是:阳极A、阴极K、操控极G。双向晶闸管的三个电极是:两个主电极T1、T2以及操控极G。运用中应留意辨认。
[14] 晶闸管具有可控的单导游电性,即不光具有一般二极管单导游电的整流效果,并且能够对导通电流进行操控。单向晶闸管是PNPN四层结构,构成三个PN结,具有三个外电极A、K和G,可等效为PNP、NPN两晶体管组成的复合管,见图14左面。在A、K间加上正向电压后,管子并不导通。此刻在操控极G加上正电压时,VT1、VT2相继敏捷导通,此刻即便去掉操控极电压,管子仍保持导通状况。双向晶闸管能够等效为两个单向晶闸管反向并联,见图14右边,双向晶闸管能够操控双导游通,因而除操控极G外的另两个电极不再分阳极阴极,而称之为主电极T1、T2。
[15] 检测单向晶闸管:万用表置于“R&TImes;10Ω”挡,黑表笔接操控极G,红表笔接阴极K,丈量其正向电阻,应有较小的阻值。对调两表笔测其反向电阻,应比正向电阻显着大一些。丈量操控极G与阳极A之间的正、反向电阻,均应为无穷大。这是由于G、A间为两个PN结反向串联,不论正、反向均不该导通,不然晶闸管已坏。
[16] 检测双向晶闸管:万用表置于“R&TImes;1Ω”挡,两表笔丈量操控极G与主电极T1间的正、反向电阻,均应为较小阻值。丈量操控极G与主电极T2间的正、反向电阻,均应为无穷大。
[17] 检测单向晶闸管导通特性:万用表置于“R&TImes;1Ω”挡,黑表笔接阳极A,红表笔接阴极K,表针指示应为无穷大。用螺丝刀等金属物将操控极G与阳极A短接一下(短接后即断开),表针应向右偏转并保持在十几欧姆处。检测双向晶闸管导通特性:黑表笔接主电极T1,红表笔接主电极T2,表针指示应为无穷大。将操控极G与主电极T2短接一下,表针应向右偏转并保持在十几欧姆处。如不契合上述情况则阐明晶闸管已损坏。
[18] 晶闸管具有以小电流(电压)操控大电流(电压)的效果,并具有体积小、重量轻、功耗低、效率高、开关速度快等长处,在无触点开关、可控整流、逆变、调光、调压、调速等方面得到广泛的运用。图示为晶闸管无触点开关操控的报警器电路,当探头检测到异常情况时,输出一正脉冲至操控极G,晶闸管VS导通使报警器报警,直至有关人员参与并堵截开关S才中止报警。
[19] 双向晶闸管能够用作沟通调压器。图示电路中,RP、R和C组成充放电回路,C上电压作为双向晶闸管VS的触发电压。调理RP可改动C的充电时刻,也就改动了VS的导通角,到达沟通调压的意图。
[20] 一般晶闸管导通后操控极即不起效果,要关断有必要堵截电源,使流过晶闸管的正向电流小于保持电流。可关断晶闸管克服了上述缺点,当操控极G加上正脉冲电压时晶闸管导通,当操控极G加上负脉冲电压时晶闸管关断。