检查可控硅的好坏方法.docx

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检查可控硅的好坏方法

检查双向晶闸管（可控硅）的好坏方法:

（六祖故乡人编）

一、

双向晶闸管作电子开关使用，能控制交流负载（例如白炽灯）的通断，根据白炽灯的亮灭情况，可判断双向晶闸管的好坏。

电路如图1所示。

将220V交流电源的任意一端接T2，另一端经过220V、100W白炽灯接T1。

触发电路由开关S和门极限流电阻R组成。

S选用耐压220VAC的小型钮子开关或拉线开关。

R的阻值取100～330Ω，R值取得过大，会减小导通角。

下面个绍检查步骤：

第一步，先将S断开，此时双向晶闸管关断，灯泡应熄灭。

若灯泡正常发光，则说明双向晶闸管T1-T2极间短路，管子报废；如果灯泡轻微发光，表明T1-T2漏电流太大，管子的性能很差。

出现上述两种情况，应停止试验。

第二步：

闭合S，因为门极上有触发信号，所以只需经过几微秒的时间，双向晶闸管即导通通，白炽灯上有交流电流通过而正常发光。

具体工作过程分析如下：

在交流电的正半周，设Ua＞Ub，则T2为正，T1为负，G相对于T2也为负，双向晶闸管按照T2-T1的方向导通。

在交流电的负半周，设Ua＜Ub，则T2为负，T1为正，G相对于T2也为正，双向晶闸管沿着T1→T2的方向导通。

综上所述，仅当S闭合时灯泡才能正常发光，说明双向晶闸管质量良好。

如果闭合时灯泡仍不发光，证明门极已损坏。

（六祖故乡人编）注意事项：

（1）本方法只能检查耐压在400V以下的双向晶闸管。

对于耐压值为100V、200V的双向晶闸管，需借助自耦调压器把220V交流电压降到器件耐压值以下。

（2）T1和T2的位置不得接反，否则不能触发双向晶闸管。

（3）具体到Ua、Ub中的哪一端接火线（相线），哪端接零线，可任选。

（4）利用双向晶闸管作电子开关比机械开关更加优越。

因为只需很低的控制功率，就能控制相当大的电流，它不存在触点抖动问题，动作速度极快，在关断时也不会出现电弧现象。

实际应用时，图5.9.14中的开关S可用固态继电器、干簧继电器、光电继电器等代替。

二、 

（1）判别各电极：

用万用表R×1或R×10档分别测量双向晶闸管三个引脚间的正、反向电阻值，若测得某一管脚与其他两脚均不通，则此脚便是主电极T2。

   找出T2极之后，剩下的两脚便是主电极Tl和门极G3。

测量这两脚之间的正、反向电阻值，会测得两个均较小的电阻值。

在电阻值较小（约几十欧姆）的一次测量中，黑表笔接的是主电极T1，红表笔接的是门极G。

 螺栓形双向晶闸管的螺栓一端为主电极T2，较细的引线端为门极G，较粗的引线端为主电极T1。

  （六祖故乡人编）  

   金属封装（To—3）双向晶闸管的外壳为主电极T2。

   塑封（TO—220）双向晶闸管的中间引脚为主电极T2，该极通常与自带小散热片相连。

   图5是几种双向晶闸管的引脚排列。

（2）判别其好坏：

用万用表R×1或R×10档测量双向晶闸管的主电极T1与主电极T2之间、主电极T2与门极G之间的正、反向电阻值，正常时均应接近无穷大。

若测得电阻值均很小，则说明该晶闸管电极问已击穿或漏电短路。

   测量主电极T1与门极G之问的正、反向电阻值，正常时均应在几十欧姆（Ω）至一百欧姆（Ω）之间（黑表笔接T1极，红表笔接G极时，测得的正向电阻值较反向电阻值略小一些）。

若测得T1极与G极之间的正、反向电阻值均为无穷大，则说明该晶闸管已开路损坏。

   （3）触发能力检测：

对于工作电流为8A以下的小功率双向晶闸管，可用万用表R×1档直接测量。

测量时先将黑表笔接主电极T2，红表笔接主电极T1，然后用镊子将T2极与门极G短路，给G极加上正极性触发信号，若此时测得的电阻值由无穷大变为十几欧姆（Ω），则说明该晶闸管已被触发导通，导通方向为T2→T1。

   再将黑表笔接主电极T1，红表笔接主电极T2，用镊子将T2极与门极G之间短路，给G极加上负极性触发信号时，测得的电阻值应由无穷大变为十几欧姆，则说明该晶闸管已被触发导通，导通方向为T1→T2。

   若在晶闸管被触发导通后断开G极，T2、T1极间不能维持低阻导通状态而阻值变为无穷大，则说明该双向晶闸管性能不良或已经损坏。

若给G极加上正（或负）极性触发信号后，晶闸管仍不导通（T1与T2间的正、反向电阻值仍为无穷大），则说明该晶闸管已损坏，无触发导通能力。

   对于工作电流在8A以上的中、大功率双向晶闸管，在测量其触发能力时，可先在万用表的某支表笔上串接1～3节1．5V干电池，然后再用R×1档按上述方法测量。

   对于耐压为400V以上的双向晶闸管，也可以用220V交流电压来测试其触发能力及性能好坏。

   图6是双向晶闸管的测试电路。

电路中，FL为60W／220V白炽灯泡，VT为被测双向晶闸管，R为100Ω限流电阻，S为按钮。

   （六祖故乡人编）将电源插头接入市电后，双向晶闸管处于截止状态，灯泡不亮（若此时灯泡正常发光，则说明被测晶闸管的T1、T2极之间已击穿短路；若灯泡微亮，则说明被测晶闸管漏电损坏）。

按动一下按钮S，为晶闸管的门极G提供触发电压信号，正常时晶闸管应立即被触发导通，灯泡正常发光。

若灯泡不能发光，则说明被测晶闸管内部开路损坏。

若按动按钮s时灯泡点亮，松手后灯泡又熄灭，则表明被测晶闸管的触发性能不良。

三、用万用表测试双向晶闸管的好坏，首先要分清双向晶闸管的控制极G和主电极T1和T2。

把万用表拨在R×1或R×10挡，黑表笔接T2，红表笔接T1，然后将T2与G瞬间短路一下，立即离开，此时若表针有较大幅度的偏转，并停留在某一位置上，说明T1与T2已触发导通；把红、黑表笔调换后再重复上述操作，如果T1、T2仍维持导通，说明这只双向晶闸管是好的，反之则是坏的。

双向晶闸管管芯结构如下图。

四、单结晶体管的结构和等效电路 

 单结晶体管的外形很象晶体三极管，它也有三个电极，称为发射极e，第一基极b1，第二基极b2，又叫双基极二极管。

因为只有一个PN结所以又称为单结晶体管。

外形及符号如图（a）、（b）所示。

图中发射极箭头指向b1，表示经PN结的电流只流向b1极。

单结管的等效电路如图（C）所示，rb1表示e与b1之间的等效电阻，它的阻值受e-b1间电压的控制，所以等效为可变电阻。

两个基极之间的电阻用Rbb表示，即：

Rbb=Rb1+Rb2，Rb1与Rbb的比值称为分压比h=Rb1/Rbb，h一般在0.3～0.8之间。

（六祖故乡人编）

工作原理和特性曲线

伏安特性变化如图所示。

★图中，当VBB固定，等效电路中，A点对b1的电压UA=hVBB为定值。

当Ue较小时，Ue

★当Ue增大，Ue=UA时，PN结处于零偏，iE=0。

★Ue继续增大，当Ue>UA，iE开始大于零，由于硅二极管的正向压降为0.7V，所以iE不会有显著的增加，这个电压称为峰值电压UP，对应电流称为峰值电流IP。

这一区域称为截止区。

★Ue继续增加，Ue>UA，管子转向导通，PN结电流开始显著增加，这时将有大量的空穴进入基区，e、b1间载流子大量增加，使rb1迅速减小，而rb1的减小又使UA降低，导致iE又进一步加大，这种正反馈的过程，使iE急剧增加UA下降，Ue下降，单结管呈现了负阻特性，图中曲线“2”线段，到了“C”点负阻特性结束，C点电压UV称为谷点电压，一般为1～2.5V，对应的电流称为谷点电流Iv，一般为几毫安。

★过了谷点之后，继续增加Ue，iE～Ue曲线形状接近二极管导通时的正向特性曲线。

如曲线“3”线段，此时称为饱和区。

饱和压降一般小于4～5V。

（六祖故乡人编）★当改变VBB电压，改变了阀值电压UA，曲线的峰点电压也随之改变。

应用

振荡：

指在没有输入信号的情况下，电路输出一定频率、一定幅值的电压或电流信号。

如图所示为单结晶体管组成的振荡电路，其工作原理如下：

★当合闸通电时，电容C上的电压为零，管子截止，电源VBB通过电阻R对C充电，随时间增长电容上电压（即）逐渐增大；

★一旦增大到峰点电压UP后，管子进入负阻区，输入端等效电阻急剧减小，使C通过管子的输入回路迅速放电，两端电压随之减小，一旦减小到谷点电压UV后，管子截止；

★电容又开始充电，重复上述过程。

由于充电时间常数远大于放电时间常数，当稳定振荡时，电容上电压的波形如图所示。

单结晶体管具有大的脉冲电流能力而且电路简单，因此在各种开关应用中，在构成定时电路或触发SCR等方面获得了广泛应用。

它的开关特性具有很高的温度稳定性，基本上不随温度而变化。

触发电路是晶闸管装置中的控制环节，是装置能否正常工作的关键。

对触发电路的要求是：

（六祖故乡人编）与主电路同步，能平稳移相且有足够的移相范围，脉冲前沿陡且有足够的幅值与脉宽，稳定性与抗干扰性能好等。

 触发电路根据控制晶闸管的通断状况可分为移相触发与过零触发两类。

移相触发就是改变晶闸管每周期导通的起始点即控制角a的大小，以达到改变输出电压、功率的目的；而过零触发是晶闸管在设定的时间间隔内，通过改变导通的周波数来实现电压或功率的控制。

由单结晶体管组成的触发电路，具有简单、可靠、触发脉冲前沿陡、抗干扰能力强以及温度补偿性能好等优点，在单相与要求不高的三相晶闸管装置中得到广泛应用。

但单结晶体管触发电路只能产生窄脉冲。

对于电感较大的负载，由于晶闸管在触发导通时阳极电流上升较慢，在阳极电流还未到达管子掣住电流IL时，触发脉冲已经消失，使晶闸管在触发期间导通后又重新关断。

所以单结晶体管如不采用脉冲扩宽措施，是不宜触发电感性负载的。

为了克服单结晶体管触发电路的缺点，在要求较高、功率较大的晶闸管装置中，大多采用晶体管组成的触发电路，其中最常用的是同步信号为正弦波移相与锯齿波移相触发电路两种。

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单结晶体管触发的单向半控桥电路

单结晶体管张弛振荡器怎样实现有效的控制

为了实现整流电路输出电压“可控”，必须使晶闸管承受正向电压的每半个周期内，触发电路发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这种相互配合的工作方式，称为触发脉冲与电源同步。

怎样才能做到同步呢?

请注意，在这里单结晶体管张弛振荡器的电源是取自桥式整流电路输出的全波脉冲直流电压。

在晶闸管没有导通时，张弛振荡器的电容器C被电源充电，UC按指数规律上升到峰点电压UP时，单结晶体管VT导通，在VS导通期间，负载RL上有交流电压和电流，与此同时，导通的VS两端电压降很小，迫使张弛振荡器停止工作。

当交流电压过零瞬间，晶闸管VS被迫关断，张弛振荡器得电，又开始给电容器C充电，重复以上过程。

这样，每次交流电压过零后，张弛振荡器发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这个时刻取决于RP的阻值和C的电容量。

调节RP的阻值，就可以改变电容器C的充电时间，也就改变了第一个Ug发出的时刻，相应地改变了晶闸管的控制角，使负载RL上输出电压的平均值发生变化，达到调压的目的。

双向晶闸管的T1和T2不能互换。

否则会损坏管子和相关的控制电路。

单结晶体管各管脚的判别方法

（六祖故乡人编）判断单结晶体管发射极E的方法是：

把万用表置于R*100挡或R*1K挡，黑表笔接假设的发射极，红表笔接另外两极，当出现两次低电阻时，黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。

单结晶体管B1和B2的判断方法是：

把万用表置于R*100挡或R*1K挡，用黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是B1极。

应当说明的是，上述判别B1、B2的方法，不一定对所有的单结晶体管都适用，有个别管子的E--B1间的正向电阻值较小。

不过准确地判断哪极是B1，哪极是B2在实际使用中并不特别重要。

即使B1、B2用颠倒了，也不会使管子损坏，只影响输出脉冲的幅度（单结晶体管多作脉冲发生器使用），当发现输出的脉冲幅度偏小时，只要将原来假定的B1、B2对调过来就可以了。

单结晶体管性能好坏的判断 

双基极二极管性能的好坏可以通过测量其各极间的电阻值是否正常来判断。

用万用表R×1k档，将黑表笔接发射极E，红表笔依次接两个基极（B1和B2），正常时均应有几千欧至十几千欧的电阻值。

再将红表笔接发射极E，黑表笔依次接两个基极，正常时阻值为无穷大。

双基极二极管两个基极（B1和B2）之间的正、反向电阻值均为2～10kΩ范围内，若测得某两极之间的电阻值与上述正常值相差较大时，则说明该二极管已损坏。

五、

检查大功率双向晶闸管触发能力的方法

由于小功率双向晶闸管的触发电流只有几十毫安，因此可用R×1档检查其触发能力。

大功率双向晶闸管则不然，例如BA40-700型40A/700V双向晶闸管的IGT=100mA，利用R×1档已无法使管子触发。

为此可采用图5.9.13所示电路，给万用表R×1档外接一节1.5V电池E′，将测试电压升到3V，同时增加测试电流（I′M=3V/R0）。

以500型万用表R×1档为例，将E′接在万用表“+”插孔与红表笔之间，这时总电压E+E′=3V。

该电阻档的欧姆中心值R0=10Ω，改装后的短路电流I′M=（E+E′）/R0=3V/10Ω=300mA，实际可提供100mA左右的测试电流。

图1中的虚线表示在测量时T1极与G极可以短路，也可以开路。

具体检查步骤见5.9.7。

（六祖故乡人编）

注意事项：

本方法对检查大功率单向晶闸管也适用。

六、、、、、、、

应用电路图：

（六祖故乡人编）

（六祖故乡人编）

、、、、、、待续。