學習目標
（1）了解閘流體的基本結構、工作原理、特性曲線和主要引數。（2）能識別常用閘流體，能對閘流體進行簡單的檢測。
（3）了解單相可控整流電路的可控原理和整流電壓與電流的波形。
（4）了解單結電晶體及觸發電路的工作原理。
（5）會製作調光檯燈電路
（6）會用相關儀器儀表對調光電路進行除錯與測量。
工作任務
（1） 識別檢測閘流體。
（2） 製作單結電晶體觸發電路。
（3） 製作家用調光檯燈，並選擇儀器儀表對電路進行除錯和檢測。
模組一單相可控整流電路的識讀
任務一閘流體的識別與檢測
看一看單向閘流體的結構與符號
晶體閘流管又名可控矽，簡稱閘流體。是在電晶體基礎上發展起來的一種大功率半導體器件。它的出現使半導體器件由弱電領域擴充套件到強電領域。
閘流體也像半導體二極體那樣具有單向導電性，但它的導通時間是可控的，主要用於整流、逆變、調壓及開關等方面。
閘流體外形如圖7-1-1所示，有小型塑封型（小功率）、平面型（中功率）和螺栓型（中、大功率）幾種。單向閘流體的內部結構如圖7-1-2(a)所示，它是由pnpn四層半導體材料構成的三端半導體器件，三個引出端分另為陽極a、陰極k和門極g。單向閘流體的陽極與陰極之間具有單向導電的效能，其內部可以等效為由乙隻pnp三極體和乙隻npn三極體組成的復合管，如圖7-1-2（b）所示。
圖7-1-3是其電路圖形符號。
做一做單向閘流體工作條件測試
1、測試電路
（abcd）
圖7-1-3 閘流體導通試驗
2、測試步驟
（1）如圖7-1-3（a）所示電路中，閘流體加正向電壓，即閘流體陽極接電源正極，陰極接電源負極。開關s不閉合，觀察燈泡的狀態。燈______(亮、不亮)。
（2）如圖7-1-3（b）所示的電路中，閘流體加正向電壓，且開關s閉合。觀察燈泡的狀態。燈________(亮、不亮)；再將開關開啟，如圖7-1-3（c）燈________(亮、不亮)。
（3）如圖7-1-3（d）所示電路中，閘流體加反向電壓，即閘流體陽極接電源負極，陰極接電源正極。將開關閉合，燈________(亮、不亮)；開關s不閉合，燈______(亮、不亮)。
實驗總結：閘流體導通必須具備的條件是
讀一讀閘流體的工作特性
1、閘流體的工作原理
（1）正向阻斷狀態當閘流體的陽極a和陰極k 之間加正向電壓而控制極不加電壓時，管子不導通，稱為正向阻斷狀態。
（2）觸發導通狀態當閘流體的陽極a和陰極k之間加正向電壓且控制極和陰極之間也加正向電壓時，如圖7-1-2（b）若vt2管的基極電流為ib2，則其集電極電流為ic2； vt1管的基極電流ib1 等於vt2管的集電極電流ic2，因而vt1管的集電極電流ic1為βic2；該電流又作為vt2管的基極電流，再一次進行上述放大過程，形成正反饋。在很短的時間內（一般不超過幾微秒），兩隻管子均進入飽和狀態，使閘流體完全導通，這個過程稱為觸發導通過程。當它導通後，控制極就失去控制作用，管子依靠內部的正反饋始終維持導通狀態。
此時陽極和陰極之間的電壓一般為0.6~1.2v，電源電壓幾乎全部加在負載電阻上；陽極電流i可達幾十~幾千安。
(3)正向關斷使陽極電流if減小到小於一定數值ih，導致閘流體不能維持正反饋過程而變為關斷，這種關斷稱為正向關斷，ih稱為維持電流；如果在陽極和陰極之間加反向電壓，閘流體也將關斷，這種關斷稱為反向關斷。
因此，閘流體的導通條件為：在陽極和陰極間加電壓，同時在控制極和陰極間加正向觸發電壓。其關斷方法為：減小陽極電流或改變陽極與陰極的極性。
2、閘流體的型號及主要引數
圖7-1-4 kp系列引數表示方式圖7-1-5 3ct系列引數表示方式
為了正確地選擇和使用閘流體，還必須了解它的電壓、電流等主要引數的意義。閘流體的主要引數有以下幾項：
1．額定正向平均電流if
在規定的散熱條件和環境溫度及全導通的條件下，閘流體可以連續通過的工頻正弦半波電流在乙個週期內的平均值，稱為正向平均電流if，例如50a閘流體就是指if值為50a。
然而，這個電流值並不是一成不變的，閘流體允許通過的最大工作電流還受冷卻條件、環境溫度、元件導通角、元件每個週期的導電次數等因素的影響。工作中，陽極電流不能超過額定值，以免pn結的結溫過高，使閘流體燒壞。
2．維持電流ih
在規定的環境溫度和控制極斷開情況下，維持閘流體導通狀態的最小電流稱維持電流。在產品中，即使同一型號的閘流體，維持電流也各不相同，通常由實測決定。當正向工作電流小於ih時，閘流體自動關斷。
3．正向阻斷峰值電壓vdrm
在控制極斷路和閘流體正向阻斷的條件下，可以重複加在閘流體兩端的最大正向峰值電壓，用vdrm表示。使用時若電壓超過，則閘流體即使不加觸發電壓也能從正向阻斷轉為導通。
4．反向峰值電壓vrrm
在控制極斷開時，可以重複加在閘流體兩端的反向峰值電壓，用vrrm表示。
5．控制極觸發電壓vg和電流ig
在閘流體的陽極和陰極之間加6v直流正向電壓後，能使閘流體完全導通所必須的最小控制極電壓和控制極電流。
6．浪湧電流ifsm
在規定時間內，閘流體中允許通過的最大正向過載電流，此電流應不致使閘流體的結溫過高而損壞。在元件的壽命期內，浪湧的次數有一定的限制。
做一做閘流體的簡易檢測
對於閘流體的三個電極，可以用萬用表粗測其好壞。依據pn結單向導電原理，用萬用表歐姆擋測試元件三個電極之間的阻值，可初步判斷管子是否完好。
如用萬用表r×1 kω 擋測量陽極a和陰極k之間的正、反向電阻都很大，在幾百千歐以上，且正、反向電阻相差很小；用r×10或r×100擋測量控制極g和陰極k之間的阻值，其正向電阻應小於或接近於反向電阻，這樣的閘流體是好的。如果陽極與陰極或陽極與控制極間有短路，陰極與控制極間為短路或斷路，則閘流體是壞的。
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7-1－1。
表7-1－1
任務二識讀單相可控整流電路
讀一讀一、單相半波可控整流電路
1．電路組成
單相半波可控整流電路如圖7-1-6（a）所示。它與單相半波整流電路相比較，所不同的只是用閘流體代替了整流二極體。
2．工作原理
接上電源，在電壓v2正半周開始時，如果電路中a點為正，b點為負，對應在圖7-1-6(b)的α角範圍內。此時閘流體t兩端具有正向電壓，但是由於閘流體的控制極上沒有觸發電壓vg，因此閘流體不能導通。
經過α角度後，在閘流體的控制極上加上觸發電壓vg,如圖7-1-6(b)所示。閘流體t被觸發導通，負載電阻中開始有電流通過，在負載兩端出現電壓vo。在t導通期間，閘流體壓降近似為零。
這α角稱為控制角（又稱移相角），是閘流體陽極從開始承受正向電壓到出現觸發電壓vg之間的角度。改變α角度，就能調節輸出平均電壓的大小。α角的變化範圍稱為移相範圍，通常要求移相範圍越大越好。
經過π以後，v2進入負半周，此時電路a端為負，b端為正，閘流體t兩端承受反向電壓而截止，所以io = 0，vo = 0。
在第二個週期出現時，重複以上過程。閘流體導通的角度稱為導通角，用θ表示。由7-1-6 (b)可知,θ=π-α。
3．輸出平均電壓
當變壓器次級電壓為時，負載電阻rl上的直流平均電壓可以用控制角α表示，即
7-1-1）
從（7-1-1）看出，當α= 0時（θ=π）閘流體在正半周全導通，vo = 0.45v2,輸出電壓最高,相當於不控二極體單相半波整流電壓。若α=π, vo = 0， 這時θ= 0，閘流體全關斷。
根據歐姆定律，負載電阻rl中的直流平均電流為
7-1-2）
此電流即為通過閘流體的平均電流。
例7-1-1 在單相半波可控整流電路中，負載電阻為8ω，交流電壓有效值v2=220v，控制角α的調節範圍為600～1800，求：
(1) 直流輸出電壓的調節範圍。
(2) 閘流體中最大的平均電流。
(3) 閘流體兩端出現的最大反向電壓。
解：(1)控制角為600時，由式（7-1-1）得出直流輸出電壓最大值
v控制角為1800時得直流輸出電壓為零。
所以控制角α在600～1800範圍變化時，相對應的直流輸出電壓在74.25v～0v之間調節。
(2) 閘流體最大的平均電流與負載電阻中最大的平均電流相等，由式（7-1-2）得
(3) 閘流體兩端出現的最大反向電壓為變壓器次級電壓的最大值
v再考慮到安全係數2～3倍，所以選擇額定電壓為600v以上的閘流體。
4.電感性負載和續流二極體
電感性負載可用電感元件l和電阻元件r串聯表示,如圖7-1-7所示。閘流體觸發導通時, 電感元件中存貯了磁場能量, 當v2過零變負時,電感中產生感應電勢，閘流體不能及時關斷,造成閘流體的失控，為了防止這種現象的發生，必須採取相應措施。
通常是在負載兩端併聯二極體d(圖7-1-7虛線)來解決。當交流電壓v2過零值變負時，感應電動勢el產生的電流可以通過這個二極體形成迴路。因此這個二極體稱為續流二極體。
這時d的兩端電壓近似為零，閘流體因承受反向電壓而關斷。有了續流二極體以後，輸出電壓d的波形就和電阻性負載時一樣。
值得注意的是，續流二極體的方向不能接反，否則將引起短路事故。
二、單相橋式半控整流電路
1. 電路組成
單相橋式半控整流電路如圖7-1-8 (a)所示。其主電路與單相橋式整流電路相比，只是其中兩個橋臂中的二極體被閘流體t1、t2所取代。
(a)電路圖b)波形圖
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