晶體管和晶閘管的區(qū)別，單結(jié)晶體管和晶閘管的識(shí)別檢測(cè)
本文來源：電子發(fā)燒友
晶體管（transistor）是一種固體半導(dǎo)體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制和許多其它功能。晶體管作為一種可變開關(guān)，基于輸入的電壓，控制流出的電流，因此晶體管可做為電流的開關(guān)，和一般機(jī)械開關(guān)（如Relay、switch）不同處在于晶體管是利用電訊號(hào)來控制，而且開關(guān)速度可以非常之快，在實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。
一般晶體管所指晶體管即半導(dǎo)體三極管，是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié)，外部通常為三個(gè)引出電極的半導(dǎo)體器件。它對(duì)電信號(hào)有放大和開關(guān)等作用，應(yīng)用十分廣泛。輸入級(jí)和輸出級(jí)都采用晶體管的邏輯電路，叫做晶體管－晶體管邏輯電路，書刊和實(shí)用中都簡(jiǎn)稱為TTL電路，它屬于半導(dǎo)體集成電路的一種，其中用得最普遍的是TTL與非門。TTL與非門是將若干個(gè)晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上，封裝成一個(gè)獨(dú)立的元件。半導(dǎo)體三極管是電路中應(yīng)用最廣泛的器件之一，在電路中用“V”或“VT”（舊文字符號(hào)為“Q”、“GB”等）表示。
晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又可稱做可控硅整流器，以前被簡(jiǎn)稱為可控硅；晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個(gè)極：陽極，陰極和門極；晶閘管工作條件為：加正向電壓且門極有觸發(fā)電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路中用文字符號(hào)為“V”、“VT”表示（舊標(biāo)準(zhǔn)中用字母“SCR”表示）。
晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。
晶體管與晶閘管的區(qū)別
（1）晶體管（transistor）是一種固體半導(dǎo)體器件，具有檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開關(guān)，能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機(jī)械開關(guān)（如Relay、switch）不同，晶體管利用電訊號(hào)來控制自身的開合，而且開關(guān)速度可以非?？?，實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。
?。?）晶閘管又叫可控硅，有陽極、陰極和控制極，其內(nèi)有四層PNPN半導(dǎo)體，三個(gè)PN結(jié)?？刂茦O不加電壓時(shí)，陽極（+）、陰極（-）間加正向電壓不導(dǎo)通，陰極（+）、陽極（-）間加反向電壓也不導(dǎo)通，分別稱為正向阻斷和反向阻斷。陽極（+）、陰極（-）加正向電壓，控制極（+）、陰極（-）加一電壓觸發(fā)，可控硅導(dǎo)導(dǎo)通，此時(shí)控制極去除觸發(fā)電壓，可控硅仍導(dǎo)通，稱為觸發(fā)導(dǎo)通。要想關(guān)斷（不導(dǎo)通），只要電流小于維持電流就行了，去除正向電壓也能關(guān)斷。
單結(jié)晶體管和晶閘管的識(shí)別檢測(cè)
［1］ 單結(jié)管即單結(jié)晶體管，又稱為雙基極二極管，是一種具有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)歐姆電極的負(fù)阻半導(dǎo)體器件。常見的有陶瓷封裝和金屬殼封裝的單結(jié)晶體管。
［2］ 單結(jié)晶體管可分為N型基極單結(jié)管和P型基極單結(jié)管兩大類。單結(jié)晶體管的文字符號(hào)為“VT”，圖形符號(hào)如圖所示。
［3］ 單結(jié)晶體管的主要參數(shù)有：① 分壓比η，指單結(jié)晶體管發(fā)射極E至第一基極B1間的電壓（不包括PN結(jié)管壓降）在兩基極間電壓中所占的比例。② 峰點(diǎn)電壓UP，是指單結(jié)晶體管剛開始導(dǎo)通時(shí)的發(fā)射極E與第一基極B1的電壓，其所對(duì)應(yīng)的發(fā)射極電流叫做峰點(diǎn)電流IP。③ 谷點(diǎn)電壓UV，是指單結(jié)晶體管由負(fù)阻區(qū)開始進(jìn)入飽和區(qū)時(shí)的發(fā)射極E與第一基極B1間的電壓，其所對(duì)應(yīng)的發(fā)射極電流叫做谷點(diǎn)電流IV。
［4］ 單結(jié)晶體管共有三個(gè)管腳，分別是：發(fā)射極E、第一基極B1和第二基極B2。圖示為兩種典型單結(jié)晶體管的管腳電極。
［5］ 單結(jié)晶體管最重要的特性是具有負(fù)阻性，其基本工作原理如圖示（以N基極單結(jié)管為例）。當(dāng)發(fā)射極電壓UE大于峰點(diǎn)電壓UP時(shí)，PN結(jié)處于正向偏置，單結(jié)管導(dǎo)通。隨著發(fā)射極電流IE的增加，大量空穴從發(fā)射極注入硅晶體，導(dǎo)致發(fā)射極與第一基極間的電阻急劇減小，其間的電位也就減小，呈現(xiàn)出負(fù)阻特性。
［6］ 檢測(cè)單結(jié)晶體管時(shí)，萬用表置于“R&TImes;1k”擋，檢測(cè)兩基極間電阻：兩表筆（不分正、負(fù)）接單結(jié)晶體管除發(fā)射極E以外的兩個(gè)管腳，讀數(shù)應(yīng)為3～10kΩ。
［7］ 檢測(cè)PN結(jié)正向電阻（N基極管為例，下同）：黑表筆接發(fā)射極E，紅表筆分別接兩個(gè)基極，讀數(shù)均應(yīng)為數(shù)千歐。對(duì)調(diào)兩表筆后檢測(cè)PN結(jié)反向電阻，讀數(shù)均應(yīng)為無窮大。如果測(cè)量結(jié)果與上述不符，說明被測(cè)單結(jié)管已損壞。
［8］ 測(cè)量單結(jié)晶體管的分壓比η：按圖示搭接一個(gè)測(cè)量電路，用萬用表“直流10V”擋測(cè)出C2上的電壓UC2，再按公式η=UC2/UB計(jì)算即可。
［9］ 單結(jié)晶體管的基本應(yīng)用是組成脈沖產(chǎn)生電路，包括振蕩器、波形發(fā)生器等，并可使電路結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。圖示為單結(jié)晶體管弛張振蕩器。單結(jié)管VT的發(fā)射極輸出鋸齒波，第一基極輸出窄脈沖，第二基極輸出方波。RE與C組成充放電回路，改變RE或C即可改變振蕩周期。該電路振蕩周期T≈REC ln［1/（1-η）］，式中，ln為自然對(duì)數(shù)，即以e（2.718）為底的對(duì)數(shù)。
［10］ 單結(jié)晶體管還可以用作晶閘管觸發(fā)電路。圖示為調(diào)光臺(tái)燈電路。在交流電的每半周內(nèi)，晶閘管VS由單結(jié)管VT輸出的窄脈沖觸發(fā)導(dǎo)通，調(diào)節(jié)RP便改變了VT輸出窄脈沖的時(shí)間，即改變了VS的導(dǎo)通角，從而改變了流過燈泡EL的電流，實(shí)現(xiàn)了調(diào)光的目的。
［11］ 晶體閘流管簡(jiǎn)稱為晶閘管，也叫做可控硅，是一種具有三個(gè)PN結(jié)的功率型半導(dǎo)體器件。常見的晶閘管有塑封式、陶瓷封裝式、金屬殼封裝式和大功率螺栓式等形狀。晶體閘流管可分為：?jiǎn)蜗蚓чl管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管等多種。
［12］ 晶體閘流管的文字符號(hào)為“VS”，圖形符號(hào)如圖示。晶閘管的主要參數(shù)有：額定通態(tài)平均電流、正反向阻斷峰值電壓、維持電流、控制極觸發(fā)電壓和電流等。使用時(shí)應(yīng)注意不能超過其極限參數(shù)指標(biāo)，并留有一定余量，以免造成器件損壞。
［13］ 晶閘管具有三個(gè)電極。單向晶閘管的三個(gè)電極是：陽極A、陰極K、控制極G。雙向晶閘管的三個(gè)電極是：兩個(gè)主電極T1、T2以及控制極G。使用中應(yīng)注意識(shí)別。
［14］ 晶閘管具有可控的單向?qū)щ娦?，即不但具有一般二極管單向?qū)щ姷恼髯饔?，而且可以?duì)導(dǎo)通電流進(jìn)行控制。單向晶閘管是PNPN四層結(jié)構(gòu)，形成三個(gè)PN結(jié)，具有三個(gè)外電極A、K和G，可等效為PNP、NPN兩晶體管組成的復(fù)合管，見圖14左邊。在A、K間加上正向電壓后，管子并不導(dǎo)通。此時(shí)在控制極G加上正電壓時(shí)，VT1、VT2相繼迅速導(dǎo)通，此時(shí)即使去掉控制極電壓，管子仍維持導(dǎo)通狀態(tài)。雙向晶閘管可以等效為兩個(gè)單向晶閘管反向并聯(lián)，見圖14右邊，雙向晶閘管可以控制雙向?qū)ǎ虼顺刂茦OG外的另兩個(gè)電極不再分陽極陰極，而稱之為主電極T1、T2。
［15］ 檢測(cè)單向晶閘管：萬用表置于“R&TImes;10Ω”擋，黑表筆接控制極G，紅表筆接陰極K，測(cè)量其正向電阻，應(yīng)有較小的阻值。對(duì)調(diào)兩表筆測(cè)其反向電阻，應(yīng)比正向電阻明顯大一些。測(cè)量控制極G與陽極A之間的正、反向電阻，均應(yīng)為無窮大。這是因?yàn)镚、A間為兩個(gè)PN結(jié)反向串聯(lián)，不論正、反向均不應(yīng)導(dǎo)通，否則晶閘管已壞。
［16］ 檢測(cè)雙向晶閘管：萬用表置于“R&TImes;1Ω”擋，兩表筆測(cè)量控制極G與主電極T1間的正、反向電阻，均應(yīng)為較小阻值。測(cè)量控制極G與主電極T2間的正、反向電阻，均應(yīng)為無窮大。
［17］ 檢測(cè)單向晶閘管導(dǎo)通特性：萬用表置于“R&TImes;1Ω”擋，黑表筆接陽極A，紅表筆接陰極K，表針指示應(yīng)為無窮大。用螺絲刀等金屬物將控制極G與陽極A短接一下（短接后即斷開），表針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)并保持在十幾歐姆處。檢測(cè)雙向晶閘管導(dǎo)通特性：黑表筆接主電極T1，紅表筆接主電極T2，表針指示應(yīng)為無窮大。將控制極G與主電極T2短接一下，表針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)并保持在十幾歐姆處。如不符合上述情況則說明晶閘管已損壞。
［18］ 晶閘管具有以小電流（電壓）控制大電流（電壓）的作用，并具有體積小、重量輕、功耗低、效率高、開關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在無觸點(diǎn)開關(guān)、可控整流、逆變、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)速等方面得到廣泛的應(yīng)用。圖示為晶閘管無觸點(diǎn)開關(guān)控制的報(bào)警器電路，當(dāng)探頭檢測(cè)到異常情況時(shí)，輸出一正脈沖至控制極G，晶閘管VS導(dǎo)通使報(bào)警器報(bào)警，直至有關(guān)人員到場(chǎng)并切斷開關(guān)S才停止報(bào)警。
［19］ 雙向晶閘管可以用作交流調(diào)壓器。圖示電路中，RP、R和C組成充放電回路，C上電壓作為雙向晶閘管VS的觸發(fā)電壓。調(diào)節(jié)RP可改變C的充電時(shí)間，也就改變了VS的導(dǎo)通角，達(dá)到交流調(diào)壓的目的。
［20］ 普通晶閘管導(dǎo)通后控制極即不起作用，要關(guān)斷必須切斷電源，使流過晶閘管的正向電流小于維持電流?？申P(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷，當(dāng)控制極G加上正脈沖電壓時(shí)晶閘管導(dǎo)通，當(dāng)控制極G加上負(fù)脈沖電壓時(shí)晶閘管關(guān)斷。
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