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晶闸管实验电路--模拟电路实验箱

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R_L（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R_EB1、R_EB2均较小，且R_EB1稍大于R_EB2，PN结的反向电阻R_B1E、R_B2E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R_AK、R_KA、R_AG、R_GA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u_L或u_L和u_T1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

R_EB1(Ω)	R_EB2(Ω)	R_B1E(KΩ)	R_B2E(KΩ)	结论

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

R_AK(KΩ)	R_KA(KΩ)	R_AG(KΩ)	R_GA(KΩ)	R_GK(KΩ)	R_KG(KΩ)	结论

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R_W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u_I(I－0)、削波电压u_W(W－0)、锯齿波电压u_E(E－0)、触发输出电压u_B1(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R_W阻值，观察u_E及u_B1 波形的变化及u_B1的移相范围，记入表24-3 。
表24-3

u₂	u_I	u_W	u_E	u_B1	移相范围

2)可控整流电路
断开工频电源，接入负载灯泡R_L，再接通工频电源，调节电位器R_W，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u_T1、负载两端电压u_L，并测量负载直流电压U_L及工频电源电压U₂有效值，记入表24-4。
表24-4

	暗	较亮	最亮
u_L波形
u_T波形
导通角θ
U_L（V）
U₂（V）

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U_L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。

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