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晶閘管實驗電路--模擬電路實驗箱

一、實驗目的
1、學習單結晶體管和晶閘管的簡易測試方法。
2、熟悉單結晶體管觸發電路（阻容移相橋觸發電路）的工作原理及調試方法。
3、熟悉用單結晶體管觸發電路控制晶閘管調壓電路的方法。
二、實驗原理
可控整流電路的作用是把交流電變換為電壓值可以調節的直流電。

圖24-1單相半控橋式整流實驗電路

圖24－1 所示為單相半控橋式整流實驗電路。主電路由負載R_L（燈炮）和晶閘管T₁組成，觸發電路為單結晶體管T₂及一些阻容元件構成的阻容移相橋觸發電路。改變晶閘管T₁的導通角，便可調節主電路的可控輸出整流電壓（或電流）的數值，這點可由燈炮負載的亮度變化看出。晶閘管導通角的大小決定于觸發脈沖的頻率f ，由公式

可知，當單結晶體管的分壓比η（一般在0.5～0.8之間）及電容C 值固定時，則頻率f 大小由R 決定，因此，通過調節電位器Rw，使可以改變觸發脈沖頻率，主電路的輸出電壓也隨之改變，從而達到可控調壓的目的。
用萬用電表的電阻檔(或用數字萬用表二極管檔)可以對單結晶體管和晶閘管進行簡易測試。
圖24-2 為單結晶體管BT33管腳排列、結構圖及電路符號。好的單結晶體管PN結正向電阻R_EB1、R_EB2均較小，且R_EB1稍大于R_EB2，PN結的反向電阻R_B1E、R_B2E均應很大，根據所測阻值，即可判斷出各管腳及管子的質量優劣。

　(a) (b) (c)
圖 24-2 單結晶體管BT33管腳排列、結構圖及電路符號
圖24-3 為晶閘管2P4M 管腳排列、結構圖及電路符號。晶閘管陽極(A)- 陰極(K) 及陽極(A) - 門極(G) 之間的正、反向電阻R_AK、R_KA、R_AG、R_GA均應很大，而G - K之間為一個PN結，PN結正向電阻應較小，反向電阻應很大。

(a) (b) (c)
圖24-3 晶閘管管腳排列、結構圖及電路符號
三、實驗設備及器件
1、±5V、±12V 直流電源　　　
2、可調工頻電源
3、萬用電表
4、雙蹤示波器
5、交流毫伏表
6、直流電壓表
7、晶閘管 2P4M           單結晶體管 BT33
二極管 IN4007×4       穩壓管 IN4735
燈炮 12V／0.1A
8、可控硅電路模塊
四、預習要求
1、復習晶閘管可控整流部分內容
2、可否用萬用電表R×10K歐姆檔測試管子，為什么？
3、為什么可控整流電路必須保證觸發電路與主電路同步？本實驗是如何實現同步的？
4、可以采取那些措施改變觸發信號的幅度和移相范圍。
5、能否用雙蹤示波器同時觀察u₂和u_L或u_L和u_T1波形？為什么？
五、實驗內容
1、單結晶體管的簡易測試
用萬用電表R×10Ω檔分別測量EB₁、EB₂間正、反向電阻，記入表24-1。

表24-1

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

2、晶閘管的簡易測試
用萬用電表 R×1K檔分別測量A - K、A - G間正、反向電阻；用R×10Ω 檔測量G - K間正、反向電阻，記入表24-2。
表24-2

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

3、晶閘管導通，關斷條件測試
斷開+12V、+5V直流電源，預先將“-5V— -12V”電源調到-5V，按圖24-4連接實驗電路

圖24-4 晶閘管導通、關斷條件測試

1)晶閘管陽極加12V 正向電壓，門極
(a)開路；
(b)加5V正向電壓，觀察管子是否導通（導通時燈炮亮，關斷時燈炮熄滅）。
(c)管子導通后，去掉＋5V門極電壓，觀察燈泡是否熄滅；
(d)反接門極電壓（接-5V），觀察管子是否繼續導通，觀察燈泡是否熄滅。
2)晶閘管導通后，
a)去掉＋12V陽極電壓；
b)反接陽極電壓（接－12V ），觀察管子是否關斷。記錄之。
4、晶閘管可控整流電路
按圖24-1連接實驗電路。取工頻電源AC 7.5V電壓作為整流電路輸入電壓u₂，電位器R_W置中間位置。
1)單結晶體管觸發電路
a)斷開主電路（把燈炮取下），接通工頻電源，測量U₂值。用示波器依次觀察并記錄交流電壓u₂、整流輸出電壓u_I(I－0)、削波電壓u_W(W－0)、鋸齒波電壓u_E(E－0)、觸發輸出電壓u_B1(B₁－0)。記錄波形時，注意各波形間對應關系，并標出電壓幅度及時間。記入表24-3。
b)改變移相電位器R_W阻值，觀察u_E及u_B1 波形的變化及u_B1的移相范圍，記入表24-3 。
表24-3

u₂	u_I	u_W	u_E	u_B1	移相范圍

2)可控整流電路
斷開工頻電源，接入負載燈泡R_L，再接通工頻電源，調節電位器R_W，使電燈由暗到中等亮，再到最亮，用示波器觀察晶閘管兩端電壓u_T1、負載兩端電壓u_L，并測量負載直流電壓U_L及工頻電源電壓U₂有效值，記入表24-4。
表24-4

	暗	較亮	最亮
u_L波形
u_T波形
導通角θ
U_L（V）
U₂（V）

六、實驗總結
1、總結晶閘管導通、關斷的基本條件。
2、畫出實驗中記錄的波形（注意各波形間對應關系），并進行討論。
3、對實驗數據U_L與理論計算數據

進行比較，并分析產生誤差原因。
4、分析實驗中出現的異常現象。

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