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晶闸管实验电路--模拟电路实验箱
发布时间：2017-06-15 点击次数：次
一、实验目的
1、学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。
2、熟悉单结晶体管触发电路（阻容移相桥触发电路）的工作原理及调试方法。
3、熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。
二、实验原理
可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。
图24-1单相半控桥式整流实验电路
图24－1 所示为单相半控桥式整流实验电路。主电路由负载RL（灯炮）和晶闸管T1组成，触发电路为单结晶体管T2及一些阻容元件构成的阻容移相桥触发电路。改变晶闸管T1的导通角，便可调节主电路的可控输出整流电压（或电流）的数值，这点可由灯炮负载的亮度变化看出。晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频率f ，由公式
可知，当单结晶体管的分压比η（一般在0.5～0.8之间）及电容C 值固定时，则频率f 大小由R 决定，因此，通过调节电位器Rw，使可以改变触发脉冲频率，主电路的输出电压也随之改变，从而达到可控调压的目的。
用万用电表的电阻档(或用数字万用表二极管档)可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。
图24-2 为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。好的单结晶体管PN结正向电阻REB1、REB2均较小，且REB1稍大于REB2，PN结的反向电阻RB1E、RB2E均应很大，根据所测阻值，即可判断出各管脚及管子的质量优劣。
(a) (b) (c)
图 24-2 单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号
图24-3 为晶闸管2P4M 管脚排列、结构图及电路符号。晶闸管阳极(A)- 阴极(K) 及阳极(A) - 门极(G) 之间的正、反向电阻RAK、RKA、RAG、RGA均应很大，而G - K之间为一个PN结，PN结正向电阻应较小，反向电阻应很大。
(a) (b) (c)
图24-3 晶闸管管脚排列、结构图及电路符号
三、实验设备及器件
1、±5V、±12V 直流电源
2、可调工频电源
3、万用电表
4、双踪示波器
5、交流毫伏表
6、直流电压表
7、晶闸管 2P4M 单结晶体管 BT33
二极管 IN4007×4 稳压管 IN4735
灯炮 12V／0.1A
8、可控硅电路模块
四、预习要求
1、复习晶闸管可控整流部分内容
2、可否用万用电表R×10K欧姆档测试管子，为什么？
3、为什么可控整流电路必须保证触发电路与主电路同步？ 本实验是如何实现同步的？
4、可以采取那些措施改变触发信号的幅度和移相范围。
5、能否用双踪示波器同时观察u2和uL或uL和uT1波形？为什么？
五、实验内容
1、单结晶体管的简易测试
用万用电表R×10Ω档分别测量EB1、EB2间正、反向电阻，记入表24-1。
表24-1
2、 晶闸管的简易测试
用万用电表 R×1K档分别测量A - K、A - G间正、反向电阻；用R×10Ω 档测量G - K间正、反向电阻，记入表24-2。
表24-2
3、 晶闸管导通，关断条件测试
断开+12V、+5V直流电源，预先将“-5V— -12V”电源调到-5V，按图24-4连接实验电路
图24-4 晶闸管导通、关断条件测试
1) 晶闸管阳极加12V 正向电压，门极
(a) 开路；
(b) 加5V正向电压， 观察管子是否导通（导通时灯炮亮，关断时灯炮熄灭）。
(c) 管子导通后，去掉＋5V门极电压，观察灯泡是否熄灭；
(d) 反接门极电压（接-5V），观察管子是否继续导通，观察灯泡是否熄灭。
2) 晶闸管导通后，
a) 去掉＋12V阳极电压；
b) 反接阳极电压（接－12V ），观察管子是否关断。记录之。
4、 晶闸管可控整流电路
按图24-1连接实验电路。取工频电源AC 7.5V电压作为整流电路输入电压u2，电位器RW置中间位置。
1) 单结晶体管触发电路
a) 断开主电路（把灯炮取下），接通工频电源，测量U2值。 用示波器依次观察并记录交流电压u2、整流输出电压uI(I－0)、削波电压uW(W－0)、锯齿波电压uE(E－0)、触发输出电压uB1(B1－0)。记录波形时，注意各波形间对应关系，并标出电压幅度及时间。记入表24-3。
b) 改变移相电位器RW阻值，观察uE及uB1 波形的变化及uB1的移相范围，记入表24-3 。
表24-3
2) 可控整流电路
断开工频电源，接入负载灯泡RL，再接通工频电源，调节电位器RW，使电灯由暗到中等亮，再到最亮，用示波器观察晶闸管两端电压uT1 、负载两端电压uL，并测量负载直流电压UL及工频电源电压U2有效值，记入表24-4。
表24-4
六、实验总结
1、 总结晶闸管导通、关断的基本条件。
2、 画出实验中记录的波形（注意各波形间对应关系），并进行讨论。
3、 对实验数据UL与理论计算数据
进行比较，并分析产生误差原因。
4、 分析实验中出现的异常现象。
1、学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。
2、熟悉单结晶体管触发电路（阻容移相桥触发电路）的工作原理及调试方法。
3、熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。
二、实验原理
可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。
图24-1单相半控桥式整流实验电路
图24－1 所示为单相半控桥式整流实验电路。主电路由负载RL（灯炮）和晶闸管T1组成，触发电路为单结晶体管T2及一些阻容元件构成的阻容移相桥触发电路。改变晶闸管T1的导通角，便可调节主电路的可控输出整流电压（或电流）的数值，这点可由灯炮负载的亮度变化看出。晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频率f ，由公式
可知，当单结晶体管的分压比η（一般在0.5～0.8之间）及电容C 值固定时，则频率f 大小由R 决定，因此，通过调节电位器Rw，使可以改变触发脉冲频率，主电路的输出电压也随之改变，从而达到可控调压的目的。
用万用电表的电阻档(或用数字万用表二极管档)可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。
图24-2 为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。好的单结晶体管PN结正向电阻REB1、REB2均较小，且REB1稍大于REB2，PN结的反向电阻RB1E、RB2E均应很大，根据所测阻值，即可判断出各管脚及管子的质量优劣。
(a) (b) (c)
图 24-2 单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号
图24-3 为晶闸管2P4M 管脚排列、结构图及电路符号。晶闸管阳极(A)- 阴极(K) 及阳极(A) - 门极(G) 之间的正、反向电阻RAK、RKA、RAG、RGA均应很大，而G - K之间为一个PN结，PN结正向电阻应较小，反向电阻应很大。
(a) (b) (c)
图24-3 晶闸管管脚排列、结构图及电路符号
三、实验设备及器件
1、±5V、±12V 直流电源
2、可调工频电源
3、万用电表
4、双踪示波器
5、交流毫伏表
6、直流电压表
7、晶闸管 2P4M 单结晶体管 BT33
二极管 IN4007×4 稳压管 IN4735
灯炮 12V／0.1A
8、可控硅电路模块
四、预习要求
1、复习晶闸管可控整流部分内容
2、可否用万用电表R×10K欧姆档测试管子，为什么？
3、为什么可控整流电路必须保证触发电路与主电路同步？ 本实验是如何实现同步的？
4、可以采取那些措施改变触发信号的幅度和移相范围。
5、能否用双踪示波器同时观察u2和uL或uL和uT1波形？为什么？
五、实验内容
1、单结晶体管的简易测试
用万用电表R×10Ω档分别测量EB1、EB2间正、反向电阻，记入表24-1。
表24-1
| REB1(Ω) | REB2(Ω) | RB1E(KΩ) | RB2E(KΩ) | 结 论 |
用万用电表 R×1K档分别测量A - K、A - G间正、反向电阻；用R×10Ω 档测量G - K间正、反向电阻，记入表24-2。
表24-2
| RAK(KΩ) | RKA(KΩ) | RAG(KΩ) | RGA(KΩ) | RGK(KΩ) | RKG(KΩ) | 结论 |
断开+12V、+5V直流电源，预先将“-5V— -12V”电源调到-5V，按图24-4连接实验电路
图24-4 晶闸管导通、关断条件测试
1) 晶闸管阳极加12V 正向电压，门极
(a) 开路；
(b) 加5V正向电压， 观察管子是否导通（导通时灯炮亮，关断时灯炮熄灭）。
(c) 管子导通后，去掉＋5V门极电压，观察灯泡是否熄灭；
(d) 反接门极电压（接-5V），观察管子是否继续导通，观察灯泡是否熄灭。
2) 晶闸管导通后，
a) 去掉＋12V阳极电压；
b) 反接阳极电压（接－12V ），观察管子是否关断。记录之。
4、 晶闸管可控整流电路
按图24-1连接实验电路。取工频电源AC 7.5V电压作为整流电路输入电压u2，电位器RW置中间位置。
1) 单结晶体管触发电路
a) 断开主电路（把灯炮取下），接通工频电源，测量U2值。 用示波器依次观察并记录交流电压u2、整流输出电压uI(I－0)、削波电压uW(W－0)、锯齿波电压uE(E－0)、触发输出电压uB1(B1－0)。记录波形时，注意各波形间对应关系，并标出电压幅度及时间。记入表24-3。
b) 改变移相电位器RW阻值，观察uE及uB1 波形的变化及uB1的移相范围，记入表24-3 。
表24-3
| u2 | uI | uW | uE | uB1 | 移相范围 |
断开工频电源，接入负载灯泡RL，再接通工频电源，调节电位器RW，使电灯由暗到中等亮，再到最亮，用示波器观察晶闸管两端电压uT1 、负载两端电压uL，并测量负载直流电压UL及工频电源电压U2有效值，记入表24-4。
表24-4
| 暗 | 较亮 | 最亮 | |
| uL波形 | |||
| uT波形 | |||
| 导通角θ | |||
| UL（V） | |||
| U2（V） |
1、 总结晶闸管导通、关断的基本条件。
2、 画出实验中记录的波形（注意各波形间对应关系），并进行讨论。
3、 对实验数据UL与理论计算数据
进行比较，并分析产生误差原因。4、 分析实验中出现的异常现象。
