可控硅的基本结构

可控硅的基本结构
可控硅，也称为三极晶闸管（thyristor），是一种半导体器件，与二极管和晶
体管一样，属于电子器件家族，用于电力控制和电路切换。

它由四个层级（P-N-P-N）和三个 PN 结组成。

在这个结构中，有三个 PN 结被连接，形成一种双向的电
流门，于是可以使电流向两个方向流动。

在应用中，通过控制可控硅上施加的电压和电流，可以实现电流变化、电压变化和电磁变化等等目的。

因此，可控硅被广泛应用于交流电压和直流电压控制、电机控制、充电控制、电子照明控制、冶金和化学工业中的电炉控制和电阻炉控制等领域。

那么，可控硅的基本结构是怎样的呢？在本文中，我们将深入探讨可控硅的基本结构。

第一部分：晶闸管的基本结构
可控硅的基本结构由四个层次组成，这些层次是 P 及 N 层次，用于形成三个
PN 结。

通常，可控硅的结构类似于二极管，但是具有额外的控制结构，并且可以
比普通的晶体管更好地控制电流。

可控硅的四个层级分别是异质 P1、同质 N、异
质P2 和同质N。

这种结构的设计使得电流可以在三个不同的结的PN 间双向流动。

可控硅具有三个端子，即阳极（Anode）、阴极（Cathode）和门极（Gate）。

相对
于晶体管，可控硅的阻断耐压能力更强，因此可以在更高的电压下工作。

第二部分：PN 结
PN 结是可控硅的基础。

PN 结代表从 p 区到 n 区的不同区域或材料。

PN 结的
P 部分包含三个异质的 P 区域，通常由 P+ 和P− 包围，以及 N 区域的异质结。

PN
结由两个材料组成，即P 型半导体和N 型半导体，这两种材料的半导体性质相反。

当两种材料连接时，较少的电子会从 N 区域进入 P 区域，而较少的洞则从 P 区域
进入 N 区域。

这种输运过程导致在 N 和 P 材料之间的结上形成电子空穴对。

当应
用一定的电压时，PN 结可以被“打破”，而电子和洞可以相互合并并进行流动，从
而允许电流通过。

第三部分：门极
门极是可控硅的控制端，其主要功能是控制电流的流动。

当门极施加电压时，
将允许少量的电流流入可控硅的 PN 结，从而激活可控硅。

这种处理可以在可控硅
中引起电流的增加，也可以在可控硅中引起电流的减少。

这种特定的处理方式是可控硅在电路中的主要应用之一，因为它提供了操作电路的灵活性和安全性。

门极的电流一般比阴极和阳极端的电流小得多，大约是几微安到几毫安的范围。

因此，即使在门极完成控制时，很少有能量消耗。

第四部分：阴极和阳极
阴极和阳极是可控硅的两个电极，它们之间的电流通过 PN 结，通常被用来控
制电流的方向和强度。

当阳极接通电源电压时，它与 PN 结上的 P 区域产生接触。

当阴极接通电源电压时，它与 PN 结上的 N 区域产生接触。

当管子上有正的阳极
电压和负的阴极电压时，PN 结中将也出现正电荷和负电荷，这样电流就会流过
PN 结。

结论：可控硅的基本结构请参见本文。

可控硅由四个层级、三个PN 结、门极、阳极和阴极组成。

通过控制可控硅上施加的电压和电流，可以实现电流变化、电压变化和电磁变化等等目的。

这种半导体器件已经广泛应用于交流电压和直流电压控制、电机控制、充电控制、电子照明控制、冶金和化学工业中的电炉控制和电阻炉控制等领域，并且受到越来越多的关注。