工业电子学
工业电子学绪论
机械设计制造与自动化专业 本科的全部教材有哪些
机械设计制造与自动化专业本科的全部教材有哪些编辑本段课程设置工程图学、工程力学、材料力学、机械原理及设计、电工电子学（以前是电路、数电、模电）、工程材料及其成型基础、机械制造技术基础、微机原理与应用、机电传动控制、液压与气压传动、机械控制工程基础、机械工程测试技术、市场营销、数控技术、机械系统设计、机械制造自动化、质量管理与控制、计算机辅助设计、数字化制造技术等。
主干学科：力学、机械工程。
主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计（论文）等，一般应安排40周以上。
[1]主要课程在高中文化知识的基础上，掌握本专业所必需的基础知识、基本原理和较熟练的专业实践技能：机械制图、工程材料、工程力学，机械原理、机械设计、工程经济，机械设计基础、电工与电子技术、液压传动与气压传动、机械工程材料、制造技术基础、微机电系统与制造、互换性测量、控制工程、数控技术、CAD。
课程安排：工程力学、机械设计基础、材料力学，机械制图、单片机、电力拖动，液压与气压传动、数控编程与应用、autoCAD,proe、电工与电子技术、微型计算机原理应用、机械工程材料、制造技术基础。
[1]基础课从应职岗位需求出发，充分考虑到学生的文化基础，选择灵活多样的教学方法和适宜的教学内容。
教学重点应是教法改革和内容选择，并注意培养学生自主学习和再学习的能力。
根据教学内容，教师恰当地分配每一次课的时间，确定自学讨论、讲授、实验与练习所占的时间比例。
同时使学生在学习态度、学习方法上为后续课程打下基础。
利用第二课堂活动。
以形势报告、文艺汇演、音乐、美术欣赏及心理健康咨询等提高学生素养；结合“两操一课”与体育竞赛增强学生体质；开展英语知识竞赛、演出与口才训练、书法、绘画、微机强化等培训班培养学生的特长，提高学生推销自己的能力，增加就业机会。
1.社会理论课（132学时）本课程包括马克思主义哲学、毛泽东思想概论、邓小平理论和三个代表重要思想、法律基础知识、思想品德修养。
工业电子学
u1
u2
D4
D3 b
D1
S C uo RL
D2
RL未接入时(忽略整流电路内阻) u2
设t1时刻接 通电源 整流电路为 电容充电
t1
uo 充电结束
uc
没有电容 t 时的输出 波形
t
u1
u1
u2
D4
D3 D1
S
C
D2 RL
uo
b
RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻) u2 t uo
加入滤波电容
3. 桥式整流电路
组成：由四个二极管组成桥路
T D3 D1 D4 D2
u1
u2
RL
uo
D1
u2 D3
D2 D4
RL uo
u2
uo
u2正半周时电流通路
T u1
+
u2 D3 D1 D4 D2 RL uo
–
D1 、D4导通， D2、D3截止
u2负半周时电流通路
T u1
u2 D3 D1 D4 D2
RL
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或
电感与负载RL串联。 L C RL RL
1. 电容滤波电路
(1)电容滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。 a D4 u1 u1 S u2 D D3 b
1
C D2 RL
uo
桥式整流电容滤波电路
a
u1
uo uD1
忽略二极管正向压降 0 ~ ： uD2
uD2 = 2u2
输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io )： D1 T a uo i o u1 u2 RL u2 b D2 1 1 Uo = uo d (t ) = uo
告诉你一个真实的中南大学和湖南大学
告诉你一个真实的中南大学和湖南大学——中南大学和湖南大学各有所长易元唐每当一年一度的中国大学排名发布时，各个学校都希望从中找到安慰。
这是一种正常的、合理的心态；而看到毗邻的学校比自己所在学校超前时，就发出嗓音，使用侮辱性，甚至诽谤性的言词，攻击它。
这种人，轻者是“红眼病”，重者是心态或精神不正常。
取得成绩，广为宣传，无可非议；如果在宣传时贬低了相关者，就不好了。
当人家在前进的过程中遇到困难，受了挫折，从中吸取教训，这是对的；如果对人家的挫折辛灾乐??，甚至造谣生事，那是一个人的品质问题了。
这种人不配在网上发表言论。
遗憾的是，打开网大论坛?D?D中南大学和湖南大学栏目时，所看到的，到处充斥着侮辱性，甚至诽谤性的言词，给人一种强烈的感觉：这那里是“论坛”？这简直是泼妇骂街的场所！我呼吁参加“论坛”的网友，理智一点，实事求是一点。
为了以正视听，我把一个真实的中南大学和湖南大学告诉你们，供你们讨论问题时参考。
一．中南大学和湖南大学的历史渊源1.中南大学是在“湖南高等实业学堂”一个矿科半个路科专业的基础上发展起来的，湖南大学是在“湖南高等实业学堂”半个路科专业的基础上发展起来的。
要想了解中南大学和湖南大学的历史渊源，只要看看中南大学和湖南大学的历史就清楚了。
中南大学是2000年由原中南工业大学、原湖南医科大学、原长沙铁道学院合并而成的；而现在的湖南大学是于2000年后，由1959年复名后的湖南大学，先后合并湖南财经学院、湖南省计算机专科学校而成的。
中南工业大学的前身是中南矿冶学院。
1959年复名后的湖南大学的前身是湖南工学院，湖南工学院的前身是中南土木建筑学院。
中南矿冶学院和中南土木建筑学院都是老湖南大学工（程）学院的一部分。
老湖南大学工（程）学院是由1926年组建老湖南大学五所学校之一的“湖南高等实业学堂”的相关专业组成的。
“湖南高等实业学堂”创建于1903年，到1926年共设有矿（矿冶）、路（土木）、机械、应化、窑业、电机、数理诸科。
电子技术基础精品课程材料
电子技术基础精品课材料2003，清华，华成英◆课程负责人课程负责人近况发出日期：2006-01-12 建设基础发出日期：2003-10-25 教师简介教学情况发出日期：2003-10-29学术研究课程负责人近况发出日期：2006-01-12一、始终工作在教学第一线主讲“模拟电子技术基础”课，每年平均讲课学时大于112。
2004年首次开设面向全校研究生的“电子技术专题”课，并首次开出模拟可编程器件实验。
已开课两年。
二、坚持教材建设完成了模拟电子技术基础课程立体化教材（包括主教材、试题库、教师手册、教学辅导书、电子教案）的建设。
该立体化教材是高教社百门精品教材。
主编并出版教材：1.《帮你学模拟电子技术基础》，高等教育出版社，20042.《模拟电子技术基础课程电子教案》，高等教育出版社，2005另外，已交稿教材《模拟电子技术基本教程》将由清华大学出版社出版，出版时间2006.2。
该教材为北京市高等教育精品教材。
三、以身作则，团结同志形成了一支学术水平高、教学效果好、责任心强、甘于奉献、具有良好传统、积极向上的师资队伍，2004年获得清华大学先进集体称号。
四、教学研究项目1．教指委项目：电子技术基础（共五门课）教学基本要求的制定，为负责人之一，已完成。
2．教指委和高教社项目：“电子技术基础教学资源库”的研制，为牵头单位负责人。
该库有模拟、数字电子技术基础和非线性电子电路基础三个分库，30个子库，6000多个素材，浙江大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学等十所高校100多位教师参加，即将完成。
五、获奖情况2004年“电子技术基础课程的建设与实施”获清华大学教学成果一等奖，为第一获奖人；主编的教材《模拟电子技术基础（第三版）》获清华大学优秀教材一等奖，为第二获奖人。
同时上述两项均获得北京市高等教育优秀教学成果一等奖。
2005年“电子技术基础课程的建设与实施”（含教材部分）获国家级教学成果二等奖，为第一获奖人。
电工学电工技术
电 工 技 术
1
绪
科.
论
电工学:研究电磁现象在工程技术中应用的一门学 包括电工原理,电磁测量,发配电,电机,电器, 电工材料,工业电子学,电力拖动等. 非电专业有关电技术的基础课程. 电工技术:有关电路的基本工作原理和分析电路的 方法,以及磁路,电机,电器的理论和应用. 电子技术:有关半导体器件构成的电路的基本原理 和应用,包括模拟和数字电路. 电技术的发展
a Rx R3 R2 b U_ + U0 R1 + _
U 0 = Va Vb UR 3 UR 2 = (R x + R x ) + R 3 R1 + R 2
整理得
400U 0 400U 0 R x = ≈ 2U 0 + U U
24
1.7 电位
当U0=+1mV时
400U0 400× 0.001 R x = = = 0.133 U 3
2
绪
论
《电工学电工技术》主要内容: 1～ 5章 电路基本理论和分析方法 6～9章 磁路与电机 10～11章 电器控制电路 12～13章 供电,电工测量 内容构成:正文,例题,练习与思考,习题等 例题:通过定量计算,理解和掌握电路的理论. 练习和思考:帮助深入理解每一节内容. 习题――通过分析,作图,计算等练习掌握所 学的理论知识,综合掌握每一章内容.
则并联时 G = ∑ Gi
i
30
分流比
2.1 电阻串并联联接的等效变换
例2.1.2 变阻器电路
+E E R + U _ R -E (3) + _U
R
R (1)
(2)
可变电阻
可变电压 0≤U≤E
自动化名人简介
中国自动化学科发展及控制界名人简介J.C.Maxwell :控制理论的源头以反馈控制为其主要研究内容的自动控制理论的历史,若从目前公认的第一篇理论论文, J.C.Maxwell 在1868年发表的"论调节器"算起,至今不过一百多年.然而控制思想与技术的存在至少已有数千年的历史了.维纳:控制学科的鼻祖1894年11月26日维纳出生在美国密苏里州哥伦比亚市的一个犹太人的家庭中.他的父亲是哈佛大学的语言教授.维纳自幼聪慧,1906年(12岁)便进入土夫兹学院学习,1909年(15岁)时获数学学士学位.1913年(19岁)以关于数理逻辑的论文获哈佛大学博土学位. 1933年任美国国家科学院院士, 1948年他发表了划时代的著作《控制论》.控制论的基本含义是:现代的自动机器和人都是由感觉装臵(器官),动作装臵(器官),传递信息的系统(神经系统)所组成的一种系统.自动机器和人都是在接收,处理,传递和存贮信息,并利用信息去完成动作,实现与外界的联系.在系统工作中,反馈控制给定控制信号使动作装臵(器官)动作.动作结果由感觉装臵(器官)检测出来,并反馈回去与给定信号相比较.如果比较有偏差,偏差信号会继续控制动作装臵(器官)动作,直到偏差信号消失为止.更简单地说:控制论指的是感觉和机器方面的控制和通讯.控制论就是研究动物(包括人类),自动机器和有机体的控制和通讯的理论.张钟俊:控制理论自动控制专家.1915年出生,浙江嘉善人.1934年毕业于交通大学,获学士学位.1938年获美国麻省理工学院博士学位.上海交通大学教授.一门《伺服机件》课程奠定了他是中国控制学科的第一个"吃螃蟹"的人.在网络综合,电力系统,自动控制和系统工程等领域,作出了许多开创性的贡献._1948年,张钟俊在交通大学电信研究所讲授伺服原理,1950年在长春机电研究研究所又讲了这门课程,这是中国历史最早讲授控制理论的记载.中华人民共和国成立初期,在上海建议和参与建立了统一的电力系统,实现了集中管理和调度.1956年参加全国12年科学规划工作,编写了电力系统规划,并作为电力系统组组长,参加了长江三峡水力发电站的规划论证.1980当选为中国科学院院士(学部委员).钱学森:控制理论_ 1911年祖籍杭州,生于上海.应用力学,工程控制论,系统工程科学家.1934年毕业于上海交通大学,1939年在加州理工学院获博士学位.并担任过加州理工学院航空系副教授,麻省理工学院航空系副教授,空气动力学教授,1949年至1955年任美国加州理工学院喷气推进中心主任,教授.中国控制学科最重要的奠基人,中国自动化学会首任理事长.中国力学学会,中国自动化学会,中国宇航学会,中国系统工程学会名誉理事长,中国科学院学部主席团名誉主席,中国科学技术协会名誉主席.曾任国防科学技术委员会副主任和中国科学技术协会主席.在应用力学,工程控制论,系统工程等多领域取得出色研究成果,在中国航天事业的创建与发展等方面作出了卓越贡献.1999年获"两弹一星功勋奖章".1957年选聘为中国科学院院士(学部委员).中国自动化学会的创办1957年5月由钱学森牵头,郎世俊和沈尚贤,钟士模,陆元九等共同发起,成立了由29人组成的自动化学会筹备委员会.同年6月,筹委会召开了第一次全体大会,成立了9人的常务委员会.中国自动化学筹委会成员钱学森,屠善澄, 朱淇昌, 朱良漪, 沈尚贤, 郎世俊, 陆元九, 钟士模, 杨嘉墀, 文传源, 王传善, 朱正, 朱物华, 金兰, 咎陵, 殷宏章, 梁思礼, 许德纪, 疏松桂, 杨龙生, 蒋大宗, 钱伟长, 王双华, 彭淳绍, 黄纬禄, 顾谷同, 陆佰勤, 武汝扬, 何健文中国自动化学筹委会常委会钱学森,屠善澄,朱淇昌,朱良漪,沈尚贤,郎世俊,陆元九,钟士模和杨嘉墀中国自动化学会的成立1961年,中国自动化学会正式成立.会议修改并通过了会章,选出了第一届理事会.钱学森当选为理事长.中国科学院自动化研究所的创办为发展我国自动化学科,中国科学院于1956年,在北京组建自动化研究所筹备委员会,钱伟长任主任委员.当时正在美国留学的自动化专家陆元九,杨嘉墀,屠善澄相继应召回国,到该所工作.56年自动化研究所筹备委员会主任委员: 钱伟长(兼)副主任委员:钱钟韩(兼,南京工学院副院长)沈尚贤(兼,交通大学教授)武汝扬(建委计量局副局长)委员:朱物华(兼,哈尔滨工业大学教务长)郎世俊(兼,东北工学院教授)钟士模(兼,清华大学教授)陆元九(中国科学院研究员)夏光韦(兼,中国科学院机电研究所副所长)中科院沈阳自动化研究所的创办1959年,东北工学院负责筹办中国科学院沈阳自动化研究所.为此,东北工学院成立了电子系,为建所培养人才.郎世俊任系主任,负责主持建所工作.还抽调了100多名中专学生到电子系学习,这批学生后来成了该所的骨干力量.清华大学自动化系简史清华大学自动化系成立于1970年.于五十年代即设臵了与自动化学科有关的一批专业,包括工业企业电气化与自动化专业(1955年设在电机系),自动学与远动学专业(1955年设在电机系,1958年6月并入自动控制系改名为自动控制专业),热能动力装臵专业中的热力设备自动化专门化以及后来的热工量测及自动控制专业(1956年设在动力机械系)等.1970年5月,清华大学将一批有关的专业联合建立起国内第一个自动化系(初期名为工业自动化系),其人员主要来源于电机系和动力机械系两大部分. 参与组建的电机系单位包括工业企业电气化与自动化教研组,电子学教研组(原名工业电子学教研组),可控硅元件及装臵车间,电机系系机关以及少数由其他教研组抽调出来的教师;动力机械系的单位包括热工量测及自动控制教研组的绝大部分教师.初建系时全系教职工共约200人,其中教授2人,副教授5人,讲师34人,助教43人,还有1970届毕业生87人,此外还包括一部分基础课和政治课教师.清华大学自动化类专业创办年代1954:工业企业电气化专业;1955:工业企业电气化与自动化专业;1955:自动学与远动学专业(1958年改为自动控制专业);1956年或1960:热工量测及自动控制专业.名词解释：工业企业电气化及自动化专业工企专业(简称)工业电气自动化专业工业自动化专业以上4个专业是一个专业钟士模:控制理论1911年生于浙江省浦江县.麻省理工学院(MIT)电机工程系博士.1955年创办第一个自动与远动学专业(清华大学), 1958年创办全国第一个自动控制系(清华大学).参与筹建了中国自动化学会,当选为副理事长.并且代表中国参与发起和筹建了国际自动控制联合会(IFAC) .附:1970(5)年清华大学的电机工程系,动力机械系和自动控制系的相关专业和教研组合并,在国内首先组建了自动化系.关肇直:控制理论关肇直,1919年生于天津市,原籍广东海南县,清华大学土木系毕业.巴黎大学彭加勒研究所研究生毕业.我国现代控制理论的创建者,中国系统工程学会创建者之一,长期致力于泛函分析,现代控制理论与应用的研究,创建了中国第一个从事控制理论研究的研究室.70年代以后致力于系统科学的研究,筹建了中国第一个从事系统科学研究的研究所,并任第一任所长和中国系统工程学会第一届理事长.在弹性振动控制中所得成果是他对控制理论的重要贡献之一.宋健:控制理论1931年生于山东荣成.前苏联莫斯科包曼工学院研究生毕业,博士. 1960年前后,在最优控制系统理论方面作出一系列重要成果,后又从事分布参数控制理论的研究,建立了由偏微分方程描述的受控对象与常微分方程描述的控制器的模型,解决了这类系统的稳定性,点观测,点控制的理论问题.在几个型号导弹控制系统设计和反弹道导弹的方案设计及组织领导通信卫星的发射和定点过程中作出了重要贡献.1991当选为中国科学院院士(学部委员).陈珽:控制理论原籍贵州省修文县,1919年日生于湖南省长沙市.湖南大学电机系毕业.1955年,陈珽被派往哈尔滨工业大学进修自动控制(苏联专家培训),1957年春返校后,他创办了该院的自动控制专业.1957年在华中工学院创办自动控制专业. 70年代末创办了该校系统工程专业.郎世俊:冶金自动化1914年生于贵州省贵阳市.毕业于西南联大.我国工业自动化教育的开拓者之一,中国自动化学会的创建人之一. 1952年,他在东北工学院主持创办了工业电气化自动化专业.这应该是中国第一批自动化类的专业.他是冶金自动化的奠基者.另外:哈尔滨工业大学的工业企业电气自动化专业也是1952年成立的,当时还有其它一些学校成立了该专业.过程控制以控制理论为主要理论基础,以传感器技术,自动化仪表等为主的技术应用领域,完成对生产过程的自动采集,自动控制功能,即过程控制系统.1957年,受教育部委托,根据紧急措施,在清华大学开办了我国第一个自动化进修班——全国生产过程自动化进修班.这个进修班的性质相当于今天的研究生班.该班共有学员99名,分别来自全国各工矿企业,科研单位及大专院校.25名教职工则来自清华大学,东北工学院,西安交通大学及中国科学院自动化研究所等单位.郑维敏:过程控制1923年生于山东省济南市,原籍浙江省鄞县.清华大学电机系毕业.1954年他负责筹建清华大学的工业企业电气化专业,并在全国率先开办了生产过程自动化专门化.担任工业自动化教研室主任30年(1956～1985).中国的过程控制是从热工自动控制开始的!方崇智:过程控制1919年出生于安徽省安庆市.中央大学机械系毕业.1955年经苏联专家建议,清华大学设立了热能动力装臵专业自动化专门化,当时方崇智教授在汽轮机教学和科研实践中,已发现自动控制是推动电力工业发展的重要因素,于是毅然服从工作需要,组建教研室,担负起电站自动化专门化的教学任务.这就是清华1960年成立的热工量测及自动控制专业的前身,它实际上也是我国过程控制专业的第一个雏型.1957年2月,他为"自动化"专门化的学生讲授"自动调节系统及计算". 1958年,他为全国第一期自动化进修班讲授"发电厂锅炉设备的自动调节",还开出了"自动调节原理","热工过程自动控制系统"等多门课程,为国内许多高等院校培养了一批从事过程控制科研和教学的骨干.这些学术骨干回到全国各地后,同建国后陆续回国的有关专家一起,先后建立了各类过程控制专业,在我国逐步形成了过程控制学科.早在1962年方崇智就亲自编写了"自动调节原理","热工过程自动化"等专业教材,80年代又相继组织编写了"过程控制","过程辨识","过程计算机控制"等高质量的教材,并把美国著名过程控制专家Shinskey的著作《过程控制系统》翻译成中文出版,推荐作为教学参考书。
电气工程国际会议
One year IEEE（电气与电子工程师协会） EI收录 模糊控制应用广泛，该会议每年
参加人数近千人，还有产品展览。
32 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Process
ing
为SCI收录 侧重应用成果，正在申请会议论文列入EI检索；择优在IEE Proceeding
s刊登，为SCI收录
9 IEEE International Symposium on Electromagetic Compatibility-EMC
IEEE电磁兼容国际研讨会 每年
国际电磁场数值计算会议 两年一次
Two years IEEE（国际电磁场数值计算会议） EI收录，SCI部分收录 会议录用论文
，经二审通过后将发表在IEEE磁学会刊上
3 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting
IEEE工业应用学会年会 每年
Two years EPE（欧洲电力电子协会） 和EPE会议交叉举行
14 IEEJ International Power Electronics Conference
日本国际电力电子学术会议 5年一次
Five years IEEJ
（日本电气工程师学会） 择优在IEEJ Proceedings刊登，为SCI收录
One year IEEE电磁兼容学会（IEEE Electromagetic Compatibility Society） 全
部ISTP收录
部分EI收录 EMC研究成果，全部ISTP收录，部分EI收录
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GTO和SCR的比較
SCS的結構圖、電路符號、等效電路 及其I－V特性曲線
圖6.23 SCS的(a)結構圖，(b)電路符號，(c)等效電路，(d)I－V特性曲線
• 矽控開關（Silicon Controlled Switch，SCS）是一種具有二 個控制閘極的四層pnpn閘流體元件，為閘流體中唯一具有四 端子的裝置，結構類似SCR，但比SCR多了一個陽閘極GA， 如圖6.23(a)所示。SCS的電路符號、等效電路和I－V特性分 別示於圖6.23(b)～圖6.23(d)。
• 而反向轉態電壓－VBO則不受影響，仍維持於－8 V。 於是原來圖6.31(b)的電流／電壓特性曲線就變成了圖 6.33(b)的特性曲線。這一特性，特別在想要在正負半 週得到不同導火延遲角時，最為有用，只是SBS用得 並不普遍。
矽對稱開關之元件結構、等效電路元件符號
圖6.34 矽對稱開關(a) 元件結構，(b)和(c)等 效電路，(d)元件符號
PUT和UJT的比較
基本PUT馳張振盪器， 與陽極（電容）電壓的波形
圖6.6 (a)基本PUT馳張振盪器，與(b)陽極（電容）電壓的波形
閘極加二極體的PUT振盪器電路
• PUT的振盪電路需要 一寬範圍的負電阻區， 也就是圖6.4中的IP 必須儘量小，IV儘量 大。IP要小，RG必 須大；IV要大，RG 必須小。因此無法單 靠RG作調整。方法 之一是在閘極上加一 個矽二極體，如圖 6.7所示。
PUT的電路符號及結構圖
圖6.1 PUT的(a)電路符號，(b)結構圖
• 可程式單接面電晶體（programmable unijunction transistor, PUT）是一種pnpn四層的元件，名稱和單 接面電晶體（UJT）相似，事實上它並不是一種單接 面的元件。PUT的結構像矽控整流器（SCR），但是 它的閘極（gate，G）靠近陽極（anode，A），元件 符號和結構，如圖6.1所示。
SCS的交流延時斷電器
圖6.26 SCS的交流延時斷電器
• 圖6.26所示的電路，係用SCS的陽閘極 GA來控制的交流延時電路，其負載係接 於陰極K端。
SCS的符號、等效電路及其I－V特性曲線
圖6.27 SCS的(a)符號，(b)等效電路，(c)I－V特性曲線
• 矽單向開關（Silicon Unilateral Switch, SUS）為三端子元件，其結 構與SCR與PUT相似，唯其閘極與陰極間有一曾納二極體（zener diode）以限制其觸發極性與電壓準位（voltage level），如圖6.27(a) 所示。
工業電子學
Industrial Electronics
張勁燕 編著
工業電子學
Industrial Electronics
第六章 其他閘流體元件
本章章節
• 6.1 緒論 • 6.2 可程式單接面電晶體 • 6.3 蕭克來二極體 • 6.4 閘控開關閘流體 • 6.5 矽控開關 • 6.6 矽單向開關 • 6.7 矽雙向開關 • 6.8 矽對稱開關 • 6.9 不對稱交流觸發開關 • 6.10 矽不對稱開關 • 6.11 光控閘流體
蕭克來二極體應用於SCR激發電路 及其完整的電路
圖6.13 蕭克來二極體應用於，(a)SCR激發電路，(b)完整的電路
• 圖6.13(a)所示為蕭克來二極體應用於SCR的激發電路，當加 上電源後，電容器C兩端電壓依RC時間常數而升高，於電容 器兩端電壓上升至蕭克來二極體的轉態電壓（breakover voltage，VS）時，蕭克來二極體導電，而使電容器放電， 使SCR被激發導通，調整R的電阻值即可改變SCR的導通角 度，而控制供給負載的電功率。完整電路如圖6.13(b)所示。
PUT弛張振盪器電路圖
圖6.3 PUT弛張振盪器電路圖
• 一個PUT的弛張振盪器（或稱弛緩振盪器） （relaxation oscillator）電路，如圖6.3所示。
PUT的I－V特性曲線及觸發電路
圖6.4 PUT的(a)I－V特性曲線，(b)觸發電路
• PUT的詳細I－V特性曲線及各關鍵點和觸發電 路（triggering circuit）如圖6.4所示。
以SCS組成CUJT
圖6.24 以SCS組成CUJT
• SCS配合二個電阻R1和R2，如圖6.24所示， 可以視為一互補的單接面電晶體（CUJT）， 有等效作用。
SCS警報電路
圖6.25 SCS警報電路
• 圖6.25為一SCS的警報電路（alarm circuit），電阻RS必須對 光、溫度或輻射極為敏感。SCS的觸發與導通由陰閘極GK的 電壓控制，即VGK＞0，SCS導通VGK＜0，SCS截止。
圖6.7 閘極加二極體的PUT振盪器電路
固定斜率的斜波產生器
圖6.8 固定斜率的斜波產生器
• 圖6.8為一電壓斜坡產生器（ramp generator） 產生一斜波。輸出斜波的斜率均相同，但斜波 的高度可藉閘極電壓VG的改變而調整，換言 之，PUT為可程式的。
PUT驅動SCR的電路
圖6.9 PUT驅動SCR的電路
雙向四層二極體
圖6.15 雙向四層二極體
• 蕭克來二極體是單向導通的，如果將兩個蕭克來二極 體互相並聯反接，就變成雙向四層二極體（bilateral four layer diode），如圖6.15所示。它的特性曲線是 互相對稱的，它的符號也成兩個互相接合的四層二極 體的形狀。雙向四層二極體可用於交流控制。
• GTO在截止的時候，電路上電壓的上升率dv/dt要適當加 以抑制，否則會損壞閘極附近的接合面（junction）。一 般以如圖6.20所示的保護電路。GTO的最大耐壓可達 500 V，最大電流可達10 A，其額定功率雖不及SCR， 但比SCS和PUT大很多。
GTO鋸齒波產生電路及其電壓輸出波形
SUS的弛緩振盪器電路
圖6.30 SUS的弛緩振盪器電路
• SUS也可以構成弛緩振盪器、產生振盪 波來觸發其他閘流體，如6.30所示輸出 為正脈波。
SBS的元件符號、等效電路及I－V特性
圖6.31 SBS的(a)元件符號，(b)等效電路，(c)I－V特性
• 矽雙向開關（Silicon Bilateral Switch，SBS）的基本 結構是由兩個矽單向開關（SUS）背對背並聯組成， 為三端子雙向工作的元件。它的電路符號、等效電路 和I－V特性，如圖6.31所示。
• 矽對稱開關SSS（Silicon Symmetrical Switch，SSS）也稱 為雙向二極體閘流體（bidirectional diode thyrist-or）或五層 二極體，為一種雙向二端子閘流體，它和triac主要不同是無 閘極裝置，其基本結構相當於二只反向並聯的SCR組合而成， 如圖6.34所示。
蕭克來二極體的I－V特性曲線
圖6.11 蕭克來二極體的I－V特性曲線
• 圖6.11所示為蕭克來二極體的I－V特性曲線。當蕭克來 二極體工作於逆向電壓時，其特性與一般的矽二極體完 全一樣，VRM為其逆向可以承受的最大電壓，亦即若外 加逆向電壓超過VRM時，蕭克來二極體將被破壞。
蕭克來二極體及弛張振盪器電路， 電容器上的電壓波形
PUT的等效電路及I－V特性曲線
圖6.2 PUT的(a)等效電路，(b)I－V特性曲線
• PUT也可以用二個電晶體連接作等效電路，它的I－V特 性有負電阻現象，如圖6.2所示。使PUT 壓和直流偏壓成正比，要使PUT導通，陽極－陰極間要 加順向偏壓，即VAK＞0，同時陽極－閘極電壓VAG＞ 0.6 V，二個電晶體發生正回授（positive feedback）再 生作用，使端電壓下降，電流陡峭上升。
圖6.12 蕭克來二極體，(a)弛張振盪器電路，(b)電容器上的電壓波形
• 最簡單的蕭克來二極體構成的弛張振盪器電路，如圖 6.12(a)所示，電流經由R1向C充電，當電容上的電壓 到達蕭克來二極體的順向交換電壓VS時，二極體瞬間 導通，使電容器迅速放電。放電至低於二極體的維持 電流（holding current）以下，二極體又不通了。
GTO的電路圖及其截止特性
圖6.17 GTO的（a）電路圖，(b)截止特性
GTO的元件結構
圖6.18 GTO的元件結構
• 如圖6.18所示。截止動作之後，電荷逐漸被移開，有 一電漿區（plasma region）聚集在p基極，不會太快 消失，以免電流密度過大而燒壞元件。電漿區內部份 原子游離為帶電的離子。有時也會用交叉指狀 （interdigitated）或渦旋狀（involute）結構，以提高 元件的可靠度（reliability）。
蕭克來二極體弛張振盪應 用於SCR激發電路
圖6.14 蕭克來二極體弛張振盪應用於SCR激發電路
• 蕭克來二極體弛張振盪器用來激發SCR等閘流體，如圖6.14 所示。RD與曾納二極體（zener diode，ZD1）自整流電路 （rectifying circuit）取得弛張振盪器用的直流電壓電源，曾 納二極體可使弛張振盪器與SCR陽極電壓的頻率取得同步。
GTO的基本結構、9種元件符號 及其I－V特性曲線
圖6.16 GTO的(a)基本結構，(b)9種元件符號，(c)I－V特性曲線
• 閘控開關閘流體（gate turn off thyristor, GTO），又稱閘斷 開關（gate trun-off switch），為一四層pnpn半導體控制元 件，其基本結構和SCR相似，也是三端子裝置，如圖6.16 所示。
SUS的觸發試驗電路
圖6.28 SUS的觸發試驗電路
• SUS的觸發電壓可利用外加的參考電位而調整， 如圖6.28所示。
以SUS觸發SCR的電路
圖6.29 以SUS觸發SCR的電路
• SUS作為單向開關，再配合RC相移電路（phase shift circuit），可用來觸發SCR，如圖6.29所示。相位電路 用來改變導通角或點火延遲角。