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单向晶闸管交流调压电路中的单结晶管

来源:艾特贸易2018-07-29

简介(1) 外形与结构。单结晶管又称双基极二极管,它除了有一个发射极 E 外,还有两个基极 B1 、 B2 。单结晶管的外形、符号、结构和等效图如图 3-17 所示。 单结晶管的制作方法是:在一块

    (1)外形与结构。单结晶管又称双基极二极管,它除了有一个发射极E外,还有两个基极B1B2。单结晶管的外形、符号、结构和等效图如图3-17所示。

    单结晶管的制作方法是:在一块高阻率的N型半导体基片的两端各引出一个铝电极,如图3-17 (b)所示,分别称作第一基极B1和第二基极B2,然后在N型半导体基片一侧埋入P型半导体,在两种半导体的结合部位就形成了一个PN结,再在P型半导体端引出一个电极,称为发射极E

单结晶管

    3-17    单结晶管

   (a)外形;(b)符号;(c)结构;(d)等效图

    单结晶管的等效图如图3-17(d)所示。单结晶管B1B2极之间为高阻率的N型半导体,故两极之间的电阻RBB较大(412kΩ),以PN结为中心,将N型半导体分作两部分,PN结与B1极之间的电阻用RB1表示,PN结与B2极之间的电阻用RB2表示,RBB=RB1+RB2E极与N型半导体之间的PN结可等效为一个二极管,用VD表示。

   (2)工作原理。为了说明单结晶管的工作原理,在发射极E和第一基极B1之间加UE电压,在第二基极B2和第一基极B1之间加UBB电压,具体如图3-18 (a)所示。下面艾特贸易小编分几种情况来分析单结晶管的工作原理。

   1)UE=0时,单结晶管内部的PN结截止,由于B2B1之间加有UBR电压,有IB电流流过RB2RB1,这两个等效电阻上都有电压,分别是URB2URB1,从图中可以不难看出,URB1UBB之比等于RB1与(RB1+RB2)之比,即

    式子中的RB1/RB1+RB2称为单结晶管的分压系数(或称分压比),常用η表示,不同的单结晶管的η有所不同,η通常在0.30.9

单结晶管工作原理

    3-18    单结晶管工作原理

   (a)原理说明图;(b)特性曲线

   2)0<UE<(UVD+URB1)时,由于UE电压小于PN结的导通电压UVDRB1上的电压URB1之和,所以仍无法使PN结导通。

   3)UE= (UVD+URB1)=UP时,PN结导通,有IE电流流过RB1,由于RB1呈负阻性,流过RB1的电流增大,其阻值减小,RB1的阻值减小,RB1上的电压URB1也减小,根据UE=(UVD+URB1)可知,URB1减小会使UE也减小(PN结导通后,其UVD基本不变)。

   IE的增大使RB1阻值变小,而RB1阻值变小又会使IE进一步增大,这样就会形成正反馈,其过程如下

    正反馈使IE越来越大,RB1越来越小,UE电压也越来越低,该过程如图3-18(b)中的P点至V点曲线所示。当IE增大到一定值时,RB1阻值开始增大,RB1又呈正阻性,UE电压开始缓慢回升,其变化如图3-18 (10)曲线中的V点右方曲线所示。若此时UE<UV,单结晶管又会进入截止状态。

    单结晶管具有以下特点:

    a.当发射极UE电压小于峰值电压UP(也即小于UVD+URB1)时,单结晶管EB1极之间不能导通。

    b.当发射极UE电压等于峰值电压UP时,单结晶管EB1极之间导通,两极之间的电阻变得很小,UE电压的大小马上由峰值电压UP下降至谷值电压UV

    c.单结晶管导通后,若UE<UV,单结晶管会由导通状态进入截止状态。

    d.单结晶管内部等效电阻RB1的阻值随IE电流变化而变化的,而RB2阻值则与IE电流无关。

    e.不同的单结晶管具有不同的UPUV值,对于同一个单结晶管,其UBB电压变化,其UPUV值也会发生变化。

   (3)检测。单结晶管检测包括极性检测和好坏检测。

   1)极性检测。单结晶管有EB1B2三个电极,单结晶管的EB1极之间和EB2极之间都相当于一个二极管与电阻串联,B2B1极之间相当于两个电阻串联。

    单结晶管的极性检测过程如下。

    第一步:检测出E极。万用表拨至R×1kΩ挡,红、黑表笔测量单结晶管任意两极之间的阻值,每两极之间都正反各测一次。若测得某两极之间的正反向电阻相等或接近时(阻值一般在2kΩ以上),这两个电极就为B1B2极,余下的电极为E极;若测得某两极之间的正反向电阻时,出现一次阻值小,另一次无穷大,以阻值小的那次测量为准,黑表笔接的为E极,余下的两个电极就为B1B2极。

    第二步:检测出B1B2极。万用表仍置于R×1kΩ挡,黑表笔接已判断出的E极,红表笔依次接另外两极,两次测得阻值会出现一大一小,以阻值小的那次为准,红表笔接的电极通常为B1极,余下的电极为B2极。由于不同型号单结晶管的RB1RB2阻值会有所不同,因此这种检测B1B2极的方法并不适合所有的单结晶管,如果在使用时发现单结晶管工作不理想,可将B1B2极对换。

    对于一些外形有规律的单结晶管,其电极也可以根据外形判断,具体如图3-19所示。单结晶管引脚朝上,最接近管子管键(突出部分)的引脚为E极,按顺时针方向旋转依次为B1B2极。

根据外形判别单结晶管的电极

    3-19    根据外形判别单结晶管的电极

   2)好坏检测。单结晶管的好坏检测过程如下。

    第一步:检测EB1极和EB2极之间的正反向电阻。万用表拨至R×1kΩ挡,黑表笔接单结晶管的E极,红表笔依次接B1B2极,测量EB1极和EB2极之间的正向电阻,正常时正向电阻较小,然后红表笔接E极,黑表笔依次接B1B2极,测量EB1极和EB2极之间的反向电阻,正常反向电阻无穷大或接近无穷大。

    第二步:检测B1B2极之间的正反向电阻。万用表拨至R×1kΩ挡,红、黑表笔分别接单结晶管的B1B2极,正反各测一次,正常时B1B2极之间的正反向电阻通常为2~200kΩ。

    若测量结果与上述不符,则为单结晶管损坏或性能不良。

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