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单向可控硅与双向可控硅的导通条件及特点

单向可控硅与双向可控硅的导通条件及特点
单向可控硅与双向可控硅的导通条件及特点

一、单向可控硅工作原理

可控硅导通条件:一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压,二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备,可控硅才会处于导通状态。另外,可控硅一旦导通后,即使降低控制极电压或去掉控制极电压,可控硅仍然导通。

可控硅关断条件:降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压,使阳极电流小于最小维持电流以下。

二、单向可控硅的引脚区分

对可控硅的引脚区分,有的可从外形封装加以判别,如外壳就为阳极,阴极引线比控制极引线长。从外形无法判断的可控硅,可用万用表R×100或R×1K挡,测量可控硅任意两管脚间的正反向电阻,当万用表指示低阻值(几百欧至几千欧的范围)时,黑表笔所接的是控制极G,红表笔所接的是阴极C,余下的一只管脚为阳极A。

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三、单向可控硅的性能检测

可控硅质量好坏的判别可以从四个方面进行。第一是三个PN结应完好;第二是当阴极与阳极间电压反向连接时能够阻断,不导通;第三是当控制极开路时,阳极与阴极间的电压正向连接时也不导通;第四是给控制极加上正向电流,给阴极与阳极加正向电压时,可控硅应当导通,把控制极电流去掉,仍处于导通状态。

用万用表的欧姆挡测量可控硅的极间电阻,就可对前三个方面的好坏进行判断。具体方法是:用R×1k或R×10k挡测阴极与阳极之间的正反向电阻(控制极不接电压),此两个阻值均应很大。电阻值越大,表明正反向漏电电流愈小。如果测得的阻值很低,或近于无穷大,说明可控硅已经击穿短路或已经开路,此可控硅不能使用了。

用R×1k或R×10k挡测阳极与控制极之间的电阻,正反向测量阻值均应几百千欧以上,若电阻值很小表明可控硅击穿短路。

用R×1k或R×100挡,测控制极和阴极之间的PN结的正反向电阻在几千欧左右,如出现正向阻值接近于零值或为无穷大,表明控制极与阴极之间的PN结已经损坏。反向阻值应很大,但不能为无穷大。正常情况是反向阻值明显大于正向阻值。

万用表选电阻R×1挡,将黑表笔接阳极,红表笔仍接阴极,此时万用表指针应不动。红表笔接阴极不动,黑表笔在不脱开阳极的同时用表笔尖去瞬间短接控制极,此时万用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。如阳极接黑表笔,阴极接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏。

四、可控硅的使用注意事项

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选用可控硅的额定电压时,应参考实际工作条件下的峰值电压的大小,并留出一定的余量。

1、选用可控硅的额定电流时,除了考虑通过元件的平均电流外,还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。

2、使用可控硅之前,应该用万用表检查可控硅是否良好。发现有短路或断路现象时,应立即更换。

3、严禁用兆欧表(即摇表)检查元件的绝缘情况。

4、电流为5A以上的可控硅要装散热器,并且保证所规定的冷却条件。为保证散热器与可控硅管心接触良好,它们之间应涂上一薄层有机硅油或硅脂,以帮于良好的散热。

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5、按规定对主电路中的可控硅采用过压及过流保护装置。

6、要防止可控硅控制极的正向过载和反向击穿。

双向可控硅的工作原理

1.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成

当阳极A加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态。此时,如果从控制极G输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连,所以ib1=ic2。此时,电流ic2再经BG1放大,于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极,表成正反馈,使ib2不断增大,如此正向馈循环的结果,两个管子的电流剧增,可控硅使饱和导通。

由于BG1和BG2所构成的正反馈作用,所以一旦可控硅导通后,即使控制极G的电流消失了,可控硅仍然能够维持导通状态,由于触发信号只起触发作用,没有关断功能,所以这种可控硅是不可关断的。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化

2,触发导通

在控制极G上加入正向电压时(见图5)因J3正偏,P2区的空穴时入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作用(见图2)的基础上,加上IGT 的作用,使可控硅提前导通,导致图3的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。

电力电子作业答案

第二章习题答案 2. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或者U AK >0且U GK >0 3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。 4. 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I 1,I 2,I 3 解:a) Id1=Im 2717.0)12 2(2Im )(sin Im 214≈+∏=∏?∏∏t ω I1= Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈∏+=∏?∏∏wt d t ? b) Id2=Im 5434.0)12 2(2Im )(sin Im 14=+=∏?∏∏wt d t ? I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈∏ +=∏?∏∏wt d t ? c) Id3=?∏=∏20Im 4 1)(Im 21t d ω I3=Im 2 1)(Im 21202=∏?∏ t d ω 5.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少? 解:额定电流I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) Im135.3294767 .0≈≈ I A, Id1≈0.2717Im1≈89.48A b) Im2,90.2326741.0A I ≈≈Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈

实验一晶闸管的简易测试及其导通、关断条件

实验一 晶闸管的简易测试及其导通、关断条件 一、实验目的: 1.观察晶闸管的结构,掌握晶闸管测试的正确方法; 2.研究晶闸管的导通条件; 3.研究晶闸管的关断条件。 二、实验所需挂件及附件 1. TH-DD 实验台电源控制屏; 2. DJK02三相变流桥路挂箱; 3.直流电压、电流表。 三、实验线路及原理 图1-1 晶闸管的简易测试及其导通、关断条件实验线路图 四、实验内容 1. 晶闸管导通条件的测试。 2. 晶闸管关断条件的测试。 3. 测试参数:触发电流(Ig );维持电流(I H );晶闸管导通压降(U AK );触发电 平。 12V

五、预习要求 1.阅读半导体变流技术教材中有关晶闸管导通与关断条件的内容。 2.掌握晶闸管导通与关断时参数的测定方法。 六、实验方法 1.选用DJK02挂件三相变流桥路上的一个晶闸管,按图1-1完成实验线路的连接。 其中电源采用实验台控制屏上的12V直流电源。 2.导通实验:先将电阻R1置最大值,R2置最小值,然后接通电源,缓慢调节 R1使门极与阴极回路的触发电流逐渐增大,同时注意电压表和电流表的读书 变化,当电压表上有电压值显示时,说明晶闸管已经触发导通,此时的电流表 读数为出发电流(Ig)记录之;同时测出晶闸管的导通压降(U AK);触发电平 (U KG)。 将触发回路断开,观察主回路的导通情况并记录之。 3.关断实验:恢复断开的触发回路,调节R2使电压表读数下降,并注意仔细观 察电压表读数的变化,当电压表的读数从某个值突然降到零时,晶闸管已经关 断,此时主回路的电流即为维持电流(I H)。 七、实验报告 1.根据实验记录判断被测晶闸管的好坏,写出简易的判断方法。 2.根据实验结果说明晶闸管的导通及关断条件 八、注意事项 1.正确连接实验线路。同组同学互查一遍,通电实验前,应由指导教师检查一 遍,方可开始实验。 2.注意正确选择测量数据所需的仪表,合理选择测量档位。 3.电压源在连接的时候注意正负极性,防止电源短路。

2021年晶闸管的导通条件是什么

1.晶闸管的导通条件是什么?导通后流过晶闸管的电流由什么决定?负载上电压即是什么?晶闸管的关断条件是什么? 欧阳光明(2021.03.07) 答:当晶闸管接受正向电压且在门极有触发电流时晶闸管才干导通;导通后流过晶闸管的电流由电源和负载决定;负载上电压即是电源电压;当晶闸管接受反向电压或者流过晶闸管的电流为零时,晶闸管关断。 2.晶闸管的主要参数有那些? 答:晶闸管的主要参数有: 断态重复峰值电压 U:在门极断路而结温为额定值时,允许 DRM 重复加在器件上的正向峰值电压。 反向重复峰值电压 U:在门极断路而结温为额定值时,允许 RRM 重复加在器件上的反向峰值电压。 通态(峰值)电压 U:这是晶闸管通以某一规定倍数的额定通 TM 态平均电流时的瞬态峰值电压。 通态平均电流 I:稳定结温不超出额定结温时允许流过的最 T AV () 年夜工频正弦半波电流的平均值。 维持电流 I:使晶闸管维持导通所必须的最小电流。 H

擎住电流 I:晶闸管刚从断态转入通态并移除出发信号后,能 L 维持导通所需的最小电流。 浪涌电流 I:指由于电路异常情况引起的使结温超出额定结温 TSM 的不成重复性最年夜正向电流。 还有静态参数:开通时间 t、关断时间q t、断态电压临界上升率 gt / du dt和通态电流临界上升率/di dt。 3. 什么叫全控型器件? 答:通过控制信号既可控制其导通,又可控制其关断的电力电子器件称为全控型器件。 4.工作在开关状态的电力电子器件的主要损耗有哪些?如何减小?答:主要有导通时通态损耗、阻断时断态损耗和静态开关损耗,还有基极驱动功率损耗、截止功率损耗。降低开关频率、降低饱和导通压降、减小开通和关断时间、增加缓冲电路、加散热器冷却,均可减小损耗。 P42 1. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:拜见上面第一题。 2.维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才干使晶闸管由导通变成关 断? 答:晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不管门极出发信号是否还存在,晶闸管都坚持导通,只需坚持阳极电流在维持电流以上;但如果利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,则晶闸管关断。

晶闸管及其应用讲解

晶闸管及其应用 课程目标 1 了解晶闸管结构,掌握晶闸管导通、关断条件 2 掌握可控整流电路的工作原理及分析 3 理解晶闸管的过压、过流保护 4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 课程内容 1 晶闸管的结构及特性 2 单相半波可控整流电路 3 单相半控桥式整流电路 4 晶闸管的保护 5 晶闸管的应用实例 6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 学习方法 从了解晶闸管的结构、特性出发,掌握晶闸管的可控整流应用,掌握晶闸管的过压和过流保护方式,结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断,通过应用实例,了解晶闸管的典型应用。 课后思考 1晶闸管导通的条件是什么?导通时,其中电流的大小由什么决定?晶闸管阻断时,承受电压的大小由什么决定? 2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压?而接续流二极管后负载上就不出现负电压了,又是为什么? 3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚? 4 如何选用晶闸管?

晶闸管的结构及特性 一、晶闸管外形与符号: 图5.1.1 符号 图5.1.2 晶闸管导通实验电路图 为了说明晶闸管的导电原理,可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。 (1)晶闸管阳极接直流电源的正端,阴极经灯泡接电源的负端,此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压),如图5.1.2(a)所示,这时灯不亮,说明晶闸管不导通。 (2)晶闸管的阳极和阴极间加正向电压,控制极相对于阴极也加正向电压,如图5.1.2(b)所示.这时灯亮,说明晶闸管导通。 (3)晶闸管导通后,如果去掉控制极上的电压,即将图5.1.2(b)中的开关S断开,灯仍然亮,这表明晶闸管继续导通,即晶闸管一旦导通后,控制极就失去了控制作用。 (4)晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C),无论控制极加不加电压,灯都不亮,晶闸管截止。 (5)如果控制极加反向电压,晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压,晶闸管都不导通。 从上述实验可以看出,晶闸管导通必须同时具备两个条件: (1) 晶闸管阳极电路加正向电压; (2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。

机电传动课后答案(第十章)

第十章电力电子学 10.1晶闸管的导通条件是什么?导通后流过晶闸管的电流 决定于什么?晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么?阻断后它所承受的电压决定于什么? 晶闸管的导通条件是:(1) 晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压。(2)晶闸管的阳极和控制极通时加正向门极电压,晶闸管才能导通. 导通后流过晶闸管的电流决定于(电压不变时)限流电阻(使用时由负载)决定. 晶闸管由导通转变为阻断的条件是当减少阳极电压或增加负载电阻时,阳极电流随之减少,当阳极电流小于维持电流时,晶闸管便从导通状态转化维阻断状态. 阻断后它所承受的电压决定于阳极和阴极的反向转折电压. 10.2晶闸管能否和晶体管一样构成放大器?为什么? 晶闸管不能和晶体管一样构成放大器,因为晶闸管只是控制导通的元件,晶闸管的放大效应是在中间的PN节上.整个晶闸管不会有放大作用. 10.3试画出题10.3图中负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形。

10.4 如题4如题10.4图所示,试问: ①在开关S闭合前灯泡亮不亮?为什么? ②在开关S闭合后灯泡亮不亮?为什么? ③再把开关S断开后灯泡亮不亮?为什么? ①在开关S闭合前灯泡不亮,因为晶闸管没有导通. ②在开关S闭合后灯泡亮,因为晶闸管得控制极接正电,导 通. ③再把开关S断开后灯泡亮,因为晶闸管导通后控制极就 不起作用了.

10.5如题10.5图所示,若在t1时刻合上开关S,在t2时 刻断开S,试画出负载电阻R上的电压波形和晶闸 管上的电压波形。 10.6晶闸管的主要参数有哪些? 晶闸管的主要参数有①断态重复峰值电压U DRE :在控制极断路何竟闸管正向阻断的条件下,可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压,其数值规定比正向转折电压小100V.

1使晶闸管导通的条件是什么

1使晶闸管导通的条件是什么

1﹒使晶闸管导通的条件是什么? 2﹒维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 3﹒图1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1﹑Id2﹑Id3与电流有效值I1﹑I2﹑I3. 图1 4﹒上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1﹑Id2﹑Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1﹑Im2﹑Im3各为多少? 5﹒GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能? 6﹒如何防止电力MOSFET因静电感应引起的损坏? 7﹒IGBT﹑GTR﹑GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点? 8﹒全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?试分析RCD缓冲电路中各元件的作用。 9﹒试说明IGBT﹑GTR﹑GTO和电力MOSFET各自的优缺点

1、单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U2=100,求当a=0° 和60°时的负载电流I d,并画出u d与i d波形。 2、图1为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直 流磁化问题吗?试说明: ②当负载为电阻和电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控时相同。 图1 3、单相桥式全控整流器电路,其中,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,当 a=30°时,要求: ①作出ud、i d和i2的波形; ②求整流输出平均电压Ud、电流I d 变压器二次电流有效值I2; , ③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。 4、单相桥式半控整流电路,电阻性负载,画出整流二极管在一周期内承受的 电压波形。 5、单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=20Ω,L值极大,反电动势 E=60V,当a=30°时,要求: ①作出u d、i d和i2的波形; ②求整流输出平均电压U d、电流I d,变压器二次电流有效值I2 ;

电力电子技术作业

解:a) b) c) Idl-— (¥片1)俺 d 2717 Ta JI 2 d ,0. 1767 I a 4 £ -匚 l rn ——(纟 + 1)缺 0.胡 31 A TT 2 sin 亦泊3) ~~~ l + ± fe 0.898 J = J — f : = 0. 5 A 7.晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件? 第2至第8章作业 第2章电力电子器件 1. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流 (脉冲)。或:uAK>0 且 uGK>0 2. 维持晶闸管导通的条件是什么? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电 流,即维持电流。 3. 怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管 的电流降到接近于零的某一数值以下, 即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸 管关断。 4. 图1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为 I m ,试计 算各波形的电流平均值 I d1、|d2、I d3与电流有效值11、12、|3。 a) b) c) 图1晶闸管导电波形

答:A:触发信号应有足够的功率 B:触发脉冲应有一定的宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。 第3章整流电路 1.单相半波可控整流电路对电感负载供电,L = 20mH,U2= 100V,求当a= 0°和60。时的负 载电流I d,并画出u d与i d波形。 解:a = 0°寸,在电源电压U2的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压u2的负半周期,负载电感L释放能量,晶闸管继续导通。因此,在电源电压u2的一个周期里,以下方程均成 ud与id的波形如下图:L―- = sin(oi di亠 考虑到初始条件二半时2±_0可解方程紂: 心一' (l^cos^) (cL -顷-22. 51 (A) (t)L

电力电子变流技术课后答案解析第1章

第一章 电力半导体器件 习题与思考题解 1-1.晶闸管导通的条件是什么?怎样使晶闸管由导通变为关断? 解:晶闸管导通的条件是:阳极承受正向电压,处于阻断状态的晶闸管,只有在门极加正向触发电压,才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度,应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流,即擎住电流IL以上。导通后的晶闸管管压降很小。 使导通了的晶闸管关断的条件是:使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值-维持电流 IH以下。其方法有二: 1)减小正向阳极电压至某一最小值以下,或加反向阳极电压; 2)增加负载回路中的电阻。 1-2.型号为KP100-3的晶闸管,维持电流I H =4mA ,使用在题1-2图中的电路中是否合理?为什么(不考虑电压、电流裕量)? 解:根据机械工业部标准JB1144-75规定,KP型为普通闸管,KP100-3的晶闸管,其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A ,3表示额定电压为300V 。 对于图(a),假若晶闸管V 被触发开通,由于电源为直流电源,则晶闸管流过的最大电流为 ()mA I V 210500100 3 =?= 因为I V < I H ,而I H < I L ,I L 为擎住电流,通常I L =(2~4) I H 。可见,晶闸管流过的最大电流远小于擎住电流,所以,图(a)不合理。 对于图(b),电源为交流220V ,当α=0°时,最大输出平均电压 9922045.045.02=?=≈U U d (V) 平均电流 9.910 99 === R U d VAR I (A)

波形系数 57.1≈= VAR V f I I K 所以, IV=K f 。IVAR=1.57×9.9=15.5(A) 而KP100-3允许流过的电流有效值为I VE =1.57×100=157(A), I L < I V 300(V) 所以,图(b)不满足电压指标,不合理。 对于图(c),电源为直流电源,V触发导通后,流过V的最大电流为I V =150/1=150(A),即为平均值,亦是有效值。而I VE =150A ,I V =150(A)<157(A ),即I L < I V

(完整版)《电力电子技术》第1章课后习题答案

1.1 晶闸管导通的条件是什么?由导通变为关断的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:u AK>0且u GK>0。 要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。 1.2晶闸管非正常导通方式有几种? (常见晶闸管导通方式有5种,见课本14页,正常导通方式有:门级加触发电压和光触发) 答:非正常导通方式有: (1) Ig=0,阳极加较大电压。此时漏电流急剧增大形成雪崩效应,又通过正反馈放大漏电 流,最终使晶闸管导通; (2) 阳极电压上率du/dt过高;产生位移电流,最终使晶闸管导通 (3) 结温过高;漏电流增大引起晶闸管导通。 1.3 试说明晶闸管有那些派生器件。 答:晶闸管派生器件有:(1)快速晶闸管,(2)双向晶闸管,(3)逆导晶闸管,(4)光控晶闸管 1.4 GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO和普通晶闸管同为PNPN 结构,由P1N1P2 和N1P2N2 构成两个晶体管V1、V2 分别具有共基极电流增益α1 和α2,由普通晶闸管的分析可得,α1 + α2 = 1 是器件临界导通的条件。α1 + α2>1 两个等效晶体管过饱和而导通;α1 + α2<1 不能维持饱和导通而关断。GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同: 1)GTO 在设计时α2 较大,这样晶体管T2 控制灵敏,易于GTO 关断; 2)GTO 导通时α1 + α2 的更接近于l,普通晶闸管α1 + α2 ≥1.5 ,而GTO 则为α1 + α2 ≈1.05 ,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件; 3)多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小, 门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2 极

单向可控硅与双向可控硅的导通条件及特点

一、单向可控硅工作原理 可控硅导通条件:一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压,二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备,可控硅才会处于导通状态。另外,可控硅一旦导通后,即使降低控制极电压或去掉控制极电压,可控硅仍然导通。 可控硅关断条件:降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压,使阳极电流小于最小维持电流以下。 二、单向可控硅的引脚区分 对可控硅的引脚区分,有的可从外形封装加以判别,如外壳就为阳极,阴极引线比控制极引线长。从外形无法判断的可控硅,可用万用表R×100或R×1K挡,测量可控硅任意两管脚间的正反向电阻,当万用表指示低阻值(几百欧至几千欧的范围)时,黑表笔所接的是控制极G,红表笔所接的是阴极C,余下的一只管脚为阳极A。 三、单向可控硅的性能检测 可控硅质量好坏的判别可以从四个方面进行。第一是三个PN结应完好;第二是当阴极与阳极间电压反向连接时能够阻断,不导通;第三是当控制极开路时,阳极与阴极间的电压正向连接时也不导通;第四是给控制极加上正向电流,给阴极与阳极加正向电压时,可控硅应当导通,把控制极电流去掉,仍处于导通状态。 用万用表的欧姆挡测量可控硅的极间电阻,就可对前三个方面的好坏进行判断。具体方法是:用R×1k或R×10k挡测阴极与阳极之间的正反向电阻(控制极不接电压),此两个阻值均应很大。电阻值越大,表明正反向漏电电流愈小。如果测得的阻值很低,或近于无穷大,说明可控硅已经击穿短路或已经开路,此可控硅不能使用了。 用R×1k或R×10k挡测阳极与控制极之间的电阻,正反向测量阻值均应几百千欧以上,若电阻值很小表明可控硅击穿短路。 用R×1k或R×100挡,测控制极和阴极之间的PN结的正反向电阻在几千欧左右,如出现正向阻值接近于零值或为无穷大,表明控制极与阴极之间的PN结已经损坏。反向阻值应很大,但不能为无穷大。正常情况是反向阻值明显大于正向阻值。 万用表选电阻R×1挡,将黑表笔接阳极,红表笔仍接阴极,此时万用表指针应不动。红表笔接阴极不动,黑表笔在不脱开阳极的同时用表笔尖去瞬间短接控制极,此时万用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。如阳极接黑表笔,阴极接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏。 四、可控硅的使用注意事项 选用可控硅的额定电压时,应参考实际工作条件下的峰值电压的大小,并留出一定的余量。 1、选用可控硅的额定电流时,除了考虑通过元件的平均电流外,还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。 2、使用可控硅之前,应该用万用表检查可控硅是否良好。发现有短路或断路现象时,应立即

实验一 晶闸管的简易测试及导通关断条件实验

实验一晶闸管的简易测试及导通关断条件实验 1. 实验目的 1)掌握晶闸管的简易测试方法; 2)验证晶闸管的导通条件及关断方法。 3)实验电路见图1-1。 2. 实验设备 1)自制晶闸管导通与关断实验板2)0~30V直流稳压电源(泽东楼408室MOTECH LPS -305可编程直流稳压电源)3)万用表(指针式或者数字式)4)1.5V×3干电池(可选)5)好坏晶闸管 (a)(b) 图1-1 晶闸管导通与关断条件实验电路 图1-2 判别晶闸管好坏图1-3 检测晶闸管触发能力 3.实验内容及步骤 自制好实验用电路板,每组至少一块,可选择图1-1的(a)或者(b)。 用指针式万用表检测 1)鉴别晶闸管好坏 见图1-2所示,置于R×1位置,用表笔测量G、K之间的正反向电阻,阻值应为几欧~几十欧。一般黑表笔接G,红表笔接K时阻值较小。由于晶闸管芯片一般采用短路发射极结

构(即相当于在门极与阴极之间并联了一个小电阻),所以正反向阻值差别不大,即使测出正反向阻值相等也是正常的。接着将万用表调至R×10K档,测量G、A与K、A之间的阻值,无论黑表笔与红表笔怎样调换测量,阻值均应为无穷大,否则,说明管子已经损坏。2)检测晶闸管的触发能力 检测电路如图所示。外接一个4.5V电池组,将电压提高到6~7.5V(万用表内装电池不同)。将万用表置于0.25~1A档,为保护表头,可串入一只R=4.5V/I档Ω的电阻(其中:I档为所选择万用表量程的电流值)。电路接好后,在S处于断开位置时,万用表指针不动;然后闭合S(S可用导线代替),使门极加上正向触发电压,此时,万用表指针应明显向右偏,并停在某一电流位置,表明晶闸管已经导通。接着断开开关S,万用表指针应不动,说明晶闸管触发性能良好。 3)检测晶闸管的导通条件: 1. 首先将S1~S3断开,闭合S4,加上30V正向阳极电压,然后让门极开路或接一4.5V 电压,观看晶闸管是否导通,灯泡是否亮。 2. 加30V反向阳极电压,门极开路、接-4.5V或接+4.5V电压,观察晶闸管是否导通,灯泡是否亮。 3. 阳极、门极都加正向电压,观看晶闸管是否导通,灯泡是否亮。 4. 灯亮后去掉门极电压,看灯泡是否亮;再加-4.5V反向门极电压,看灯泡是否继续亮,为什么? 4)晶闸管关断条件实验 1. 接通正30V电源,再接通4.5V正向门极电压使晶闸管导通,灯泡亮,然后断开门极电压。 2. 去掉30V阳极电压,观察灯泡是否亮。 3. 接通30V正向阳极电压及正向门极电压使灯亮,然后闭合S1,断开门极电压。然后接通S2,看灯泡是否熄灭。 4. 再把晶闸管导通,断开门极电压,然后闭合S3,再立即打开S3,观察灯泡是否熄灭。 5. 断开S4,再使晶闸管导通,断开门极电压。逐渐减小阳极电压,当电流表指针由某值突然降到零时刻值就是被测晶闸管的维持电流。此时若再升高阳极电压,灯泡也不再发亮,说明晶闸管已经关断 如果使用图1-1(b)测试,则可使用直流稳压电源提供6V直流电源进行。要求测试分别加5.8V、6V、6.2V、7V、8V、8.5V进行测试。分别测试当没按下K和按下K后,观察两吸串联的发光二极管是否点亮?并根据不同电压观察发光二极管的亮度情况。同时要求用万用表的直流电压档的10V档和2.5V档测量导通后晶闸管的管压降,并记录数据。 用数字式万用表检测 1)判别单向晶闸管的电极 在单向晶闸管的控制极G与阴极K之间有一个PN结,而在阳极与控制极G之间有两个反向串联的PN结。我们就是以此为依据来判定晶闸管的电极。 将数字式万用表置于二极管测试挡,用红表笔接某一电极引脚,黑表笔分别接触另外两个电极引脚。如果其中有一次显示电压为零点几伏,说明这时红表笔接的是控制极G,黑表笔接的是阴极K,剩下的一个则是阳极A。假如两次都显示溢出符号“1”,说明红表笔接的不是控制极G,需更换其他电极引脚重新测试。用这个方法就能够判别出单向晶闸管的三个电极引脚。2)检测单向晶闸管的触发功能 方法一:用电阻挡检测 (1)将数字万用表置于电阻20kΩ挡,红表笔接阳极A,黑表笔接阴极K,把控制极G悬空,此时

电力电子技术作业解答复习用

第一章作业 1. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:u AK>0且u GK>0。 2. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。 3. 图1-43 中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I m,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。 解:(a) (b) (c)

第二章作业 1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U2=100V,求当α=0?和60? 时的负载电流I d,并画出u d与i d波形。 解:α=0?时,在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压u2的负半周期,负载电感L释放能量,晶闸管继续导通。因此,在电源电压u2的一个周期里,以下方程均成立: 考虑到初始条件:当ωt=0 时i d=0 可解方程得: u d与i d的波形如下图: 当α=60°时,在u2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L储能,电感L储藏的能量在u2负半周期180?~300?期间释放,因此在u2一个周期中60?~300?期间以下微分方程成立:

考虑初始条件:当ωt=60 时i d=0 可解方程得: 其平均值为 此时u d与i d的波形如下图: 2.图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁 ;②当负载是电阻或电化问题吗?试说明:①晶闸管承受的最大反向电压为 2 感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。 答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反,波形对称,其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。 以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。 ①以晶闸管VT2为例。当VT1导通时,晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕 。 组并联,所以VT2承受的最大电压为 2 ②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角a 相同时,对于电阻

电力电子技术课后答案

电力电子课后答案 第二章 2.2 使晶闸管导通的条件是什么?维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答: 使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或者U AK >0且U GK >0; 维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。 2.3图2-1中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形,各波形的电流最大值均为m I , 试计算各波形的电流平均值1d I 、2d I 、3d I 与电流有效值1I 、2I 、3I ,和它们的波形系数1f K ,2f K ,3f K 。 题图2.1 晶闸管导电波形 解: a) 1d I = 4 1 2sin()(1)0.27222 m m m I I t I π π ωπ π= +≈? 1I 24 131(sin )()0.4822 42m m m I I t d wt I ππ ?π π = +≈? 111/0.48/0.27 1.78f d m m K I I I I === b) 2d I =412 sin ()(1)0.5422 m m m I I td wt I ππ?=+=∏? 2I 24 21 31(sin )()0.67242m m m I I t d wt I π π ?π π = +≈? 222/0.67/0.54 1.24f d m m K I I I I === c) 3d I = 20 1 1()24 m m I d t I π ωπ = ? 3I 220 1 1()22 m m I d t I π ωπ = ? 333/0.5/0.252f d m m K I I I I === 2.4. 如果上题中晶闸管的通态平均电流为100A ,考虑晶闸管的安全裕量为1.5,问其允许通

《电力电子技术》课后答案

第二章 电力电子器件 2. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:u AK >0且u GK >0。 3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。 4. 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。 002π2π 2ππ ππ4π4π25π4a)b)c)图1-430 图1-43 晶闸管导电波形 解:a) I d1= π21?ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=?π π ωωπ42)()sin (21 t d t I m = 2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1?ππωω4 )(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =?π π ωωπ42)()sin (1 t d t I m =22m I π 2143+≈0.6741I m c) I d3=π21?20)(πωt d I m =41 I m I 3 =?2 02)(21 πωπt d I m = 21 I m 5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少? 解:额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A ,

《电力电子技术》第1章课后习题答案

《电力电子技术》第1章课 后习题答案 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1.1 晶闸管导通的条件是什么由导通变为关断的条件是什么 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:u AK>0且u GK>0。 要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。 1.2晶闸管非正常导通方式有几种 1.3 (常见晶闸管导通方式有5种,见课本14页,正常导通方式有:门级加触 发电压和光触发) 答:非正常导通方式有: (1) Ig=0,阳极加较大电压。此时漏电流急剧增大形成雪崩效应,又通过正反馈放大漏电流,最终使晶闸管导通; (2) 阳极电压上率du/dt过高;产生位移电流,最终使晶闸管导通 (3) 结温过高;漏电流增大引起晶闸管导通。 1.3 试说明晶闸管有那些派生器件。 答:晶闸管派生器件有:(1)快速晶闸管,(2)双向晶闸管,(3)逆导晶闸管,(4)光控晶闸管 1.4 GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能? 答:GTO和普通晶闸管同为 PNPN 结构,由 P1N1P2 和 N1P2N2 构成两个晶体管 V1、V2 分别具有共基极电流增益α1 和α2,由普通晶闸管的分析可得,α1 + α 2 = 1 是器件临界导通的条件。α1 + α 2>1 两个等效晶体管过饱和而导通;α1 + α 2<1 不能维持饱和导通而关断。 GTO 之所以能够自行关断,而普 通晶闸管不能,是因为 GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同:

电力电子课后规范标准答案

第一章 电力电子器件 1.1 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或者U AK >0且U GK >0 1.2 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。 1.3 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I 1,I 2,I 3 解:a) Id1=Im 2717.0)122(2Im )(d )(sin Im 214≈+∏=∏?∏∏ t t ωω I1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142 ≈∏ +=∏?∏∏ wt d t ? b) Id2=Im 5434.0)12 2 (Im )(sin Im 14=+∏=∏?∏∏wt d t ? I2= Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142 ≈∏ +=∏?∏∏wt d t ? c) Id3=?∏ =∏20Im 4 1)(Im 21t d ω I3=Im 2 1 )(Im 21202=∏?∏ t d ω 1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少? 解:额定电流I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知

a) Im135.3294767.0≈≈I A, Id1≈0.2717Im1≈89.48A b) Im2,90.2326741 .0A I ≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈ c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 4 1 = 1.5.GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能? 答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通 的条件。121>αα+两个等效晶体管过饱和而导通;121<αα+不能维持饱和导通而关 断。 GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同: l)GTO 在设计时2α较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断; 2)GTO 导通时21αα+的更接近于l,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为 05.121≈+αα,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条 件; 3)多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小, 门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小, 从而使从门极抽出较大的电流成为可能。 1.6.如何防止电力MOSFET 因静电感应应起的损坏? 答:电力MOSFET 的栅极绝缘层很薄弱,容易被击穿而损坏。MOSFET 的输入电容是低泄漏电容,当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过±20的击穿电压所以为防止MOSFET 因静电感应而引起的损坏,应注意以下几点: ①一般在不用时将其三个电极短接; ②装配时人体、工作台、电烙铁必须接地,测试时所有仪器外壳必须接地; ③电路中,栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高 ④漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。 1.7.IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 的驱动电路各有什么特点? 答:IGBT 驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻,ⅠGBT 是电压驱动型器件,IGBT 的驱动多采用专用的混合集成驱动器。 GTR 驱动电路的特点是:驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿,并有一定的过冲,这样 可加速开通过程,减小开通损耗,关断时,驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流,并加反偏截止电压,以加速关断速度。 GTO 驱动电路的特点是:GTO 要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和

电力电子期末试题及答案

1.晶闸管导通的条件是什么?导通后流过晶闸管的电流由什么决定?晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多少? 解:晶闸管导通的条件是:晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。门极和阴极之间加适当的正向阳极电压。 导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。 晶闸管的关断条件是:阳极电流小于维持电流。 关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极-阴极间电压或增大主电路中的电阻。 晶闸管导通时两端电压为通态平均电压(管压降),阻断时两端电压由主电路电源电压决定。 2.调试图所示晶闸管电路,在断开负载R d测量输出电压U d是否可调时,发现电压表读数不正常,接上R d后一切正常,请分析为什么? 习题2图 解:当S断开时,由于电压表内阻很大,即使晶闸管门极加触发信号,此时流过晶闸管阳极电流仍小于擎住电流,晶闸管无法导通,电流表上显示的读数只是管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值,所以此读数不准。在S合上以后,Rd介入电路,晶闸管能正常导通,电压表的读数才能正确显示。 3.画出图1-35所示电路电阻R d上的电压波形。 图1-35 习题3图 解:

4.说明晶闸管型号KP100-8E代表的意义。 解:KP100-8E表示额定电流100A、额定电压8级(800V、通态平均电压组别E(0.7<U T≤0.8)普通晶闸管。 5.晶闸管的额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同? 解:由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来衡量其性能,所以晶闸管额定电流的标定与其他电器设备不同,采用的是平均电流,而不是有效值,又称为通态平均电流。所谓通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下,晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载电路中,当不超过额定结温且稳定时,所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。 6.型号为KP100-3、维持电流I H=3mA的晶闸管,使用在习题图所示的三个电路中是否合理?为什么(不考虑电压、电流裕量)? 习题6图 解:(a)图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念,擎住电流一般为维持电流的数倍。本题给定晶闸管的维持电流I H=3mA,那么擎住电流必然是十几毫安,而图中数据表明,晶闸管即使被触发导通,阳极电流为100V/50KΩ=3 mA,远小于擎住电流,晶闸管不可能导通,故不合理。 (b)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。 本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流100A。图中数据表明,晶闸管可能承受的最大电压为311V,大于管子的额定电压,故不合理。 (c)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。 晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A,小于晶闸管的额定电流有效值 1.57×100=157A,晶闸管可能承受的最大电压150V,小于晶闸管的额定电压300V,在不考虑电压、电流裕量的前提下,可以正常工作,故合理。

实验一 晶闸管的测试与导通关断条件

实验一晶闸管的测试与导通关断条件 一、实验目的: 1、观察晶闸管结构,掌握测试晶闸管的正确方法。 2、验证晶闸管的导通和关断条件。 二、实验线路: 见图1—1,1—2。 图1—1晶匝管测试图—2晶匝管导通条件与关断方法实验电路 三、实验设备: 1、直流稳压电源 2、实验线路板 3、万用表 4、晶闸管 四、实验内容及步骤: 1、鉴别晶闸管的好坏(A—阳极K—阴极G—门极) 见图1—1,用万用表二极档分别测两个晶闸管的A?K,G?K,G?A之间的正反向电阻, 3、晶闸管的导通条件(按图1—2接线) (1)断开K1,K2 (2)调节稳压电源,使电压输出U a=15V (3)当U a为正时,不接U g,观察灯亮否?接U g=4V,闭合K3,观察灯亮否?

再断开K3,灯是否还亮?若改变U g的极性,再观察灯是否仍亮着。 (4)当U a为正时,若门极电压U g负接,观察灯是否能亮 (5)改变U a的极性,当U g正接、负接时灯亮否? 4、晶闸管关断条件的实验 (1)先断开K1,K2,接通稳压电源调节其输出,使U a为15V,U g为4V,合上K3,灯亮后再切断K3,调节稳压电源使U a下降到零,然后再提高U a 的电压到15V,观察灯亮否?不亮说明晶闸管关断。 (2)调节U a,,使U a=15V,U g=4V,合上K3灯亮,再断开K3灯仍亮着,合上K1,给C充电到稳定植,然后合上K2,观察灯还亮吗? (3)若改变电容C植,重复上述实验,观察晶闸管能否及时被关断?为什么? 五、实验报告: 1、根据实验记录判断被测晶闸管的好坏,写出简易判断方法。 2、根据实验内容写出晶闸管导通条件和关断方法。 3、说明关断电容C的作用过程及电容值大小对关断时间的影响。