什么是晶闸管(可控硅)及其分类

晶闸管(可控硅)的结构与工作原理

一、晶闸管的基本结构晶闸管(Semi ｃo ｎdu ｃｔo ｒC ｏnt ｒoll ｅｄＲe ｃｔifier 简称SCR)是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。

它有三个引出电极,即阳极（A ）、阴极(Ｋ）和门极（G)。

其符号表示法和器件剖面图如图1所示。

图１符号表示法和器件剖面图普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散Ｐ型杂质(铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质(磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极,在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。

图2、晶闸管载流子分布二、晶闸管的伏安特性晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的。

通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系,如图3所示。

图3 晶闸管的伏安特性曲线当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏,2J 反偏,外加电压几乎全部降落在2J 结上,2J 结起到阻断电流的作用。

随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。

当AK V 增大超过BO V 以后,阳极电流突然增大,特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。

晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为１Ｖ左右，特性曲线ＣＤ段对应的状态称为导通状态。

通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。

晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。

当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时,如果使得门极相对于阴极为正,给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。

转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数,G I 越大，BO V 越小。

如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号,器件仍然然导通。

可控硅的工作原理与种类

可控硅的工作原理与种类可控硅（Silicon Controlled Rectifier，SCR）是一种用于控制大电流的半导体元件，广泛应用于电力电子领域。

其工作原理是基于PN结的特性，通过控制正向偏置电压和触发电流，实现对电流的控制。

可控硅由四个PN结组成，即两个正向接触的P区，中间夹着两个N区。

当P 区加上正向电压，N区加上反向电压时，PN结呈现出正向偏置特性，此时NPNPN结构的形成使电流能够通过。

但当P区加上负向电压，N区加上正向电压时，PN结的反向耐压特性生效，电流无法通过。

在可控硅导通之前，需要通过一个触发电流（Gate Current）来激活。

当触发电流Igt满足一定标准时，从低阻态（OFF态）向高阻态（ON态）切换，并开始导通电流，从而实现对电流的控制。

在可控硅中，还存在一个关键参数叫做触发电压（Gate Voltage）。

当触发电流通过后，正向电压达到一定值时，才能够激活并导通，这就是触发电压的作用。

触发电压的值取决于具体的可控硅型号与工作条件。

可控硅根据不同的工作状态和应用特性，可分为以下几种类型：1. 静态门极控制型可控硅（SGCR）静态门极控制型可控硅是最常见的一种可控硅类型。

当触发电流通过后，硅片的移动电荷会改变PN结的导电特性，从而实现硅片的导通。

通过改变触发信号来控制触发电流，可以实现对电流的调控。

2. 双向晶闸管（Thyristor）双向晶闸管是一种具有双向导通能力的可控硅。

与普通的单向可控硅不同，双向晶闸管可以实现两个方向上的导通和关断。

这种特性使其适用于交流电源的控制。

3. 光控硅（Light Controlled SCR，LSCR）光控硅是一种通过光控制触发电流的可控硅。

光控硅内部嵌入了一个光敏元件，当光敏元件受到光照时，产生电流以激活SCR。

通过改变光照强度和光敏元件的特性，可以实现对电流的控制。

4. 可控硅二极管（SCR-Diodes）可控硅二极管是一种由多个可控硅串联而成的电子元件。

晶闸管原理以及参数介绍

晶閘管結構可等效為一個 NPN型和一個PNP型三極管，根據其連接方式等效電路可以基本瞭解到晶閘管控制導通方式
控制極G加正向脉衝電壓
NPN管導通
PNP管導通
PNP管關閉
Y
N
NPN管關閉
IT>IH?
整個晶閘管關閉
整個晶閘管導通
晶閘管的分類
基本分類
按关断导通控制方式普通晶闸管(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)、逆导晶闸管(RCT)、门极关断晶闸管(GTO)、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管(LTT)等多种。
普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路。
晶閘管的基本應用
1.单相半波相控整流电路下图为单相半波相控整流电路（Single-phase half wave
controllable rectifier），整流变压器二次电压有效值用U2表示，瞬时值用u2表示，负载上输出电压用uo表示。
（2）维持电流IH（Holding current）指在室温和门极开路时，逐渐减小导通状态下晶闸管的
阳极电流，最后能维持晶闸管持续导通所必须的最小阳极电流，结温越高，维持电流IH越小，晶闸管越难关断。
晶閘管的參數介紹
2. 晶闸管的电流参数
（3）掣住电流IL（Latching current）指晶闸管触发后，刚从正向阻断状态转入导通状态，在立
（6）通态正向平均电压UF
在规定的环境温度和标准散热条件下，器件正向通过正弦半波额定电流时，其两端的电压降在一周期内的平均值，又称管压降，其值在0.6~1.2V之间。
晶閘管的參數介紹
2. 晶闸管的电流参数

可控硅

一、可控硅概述可控硅（SCR）国际通用名称为Thyristor，中文称为硅晶体闸流管，简称晶闸管。

由于晶闸管最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅（SCR）。

在电路中用文字符号“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。

晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

可控硅的优点很多，例如：能在高电压、大电流条件下工作，体积小；以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。

可控硅的缺点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。

二、晶闸管（thyristor）的分类晶闸管（thyristor）有多种分类方法。

（一）按关断、导通及控制方式分类晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管（SCR）即单向可控硅、双向晶闸管（TRIAC）、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。

（二）按引脚和极性分类晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。

（三）按封装形式分类晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。

其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。

（四）按电流容量分类晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。

通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。

（五）按关断速度分类晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管三、单向可控硅（SCR）（一）单向晶闸管的特性普通晶闸管（SCR）是由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件，三个引出端分别为阳极A、阴极K和门极G。

电路符号如下图：当单向晶闸管反向连接（即A极接电源负端，K极接电源正端）时，无论门极G所加电压是什么极性，晶闸管均处于阻断状态。

晶闸管介绍

晶闸管1.晶闸管概念 (2)2.晶闸管工作原理 (2)3.晶闸管特性 (3)4.晶闸管参数 (4)5.双向可控硅象限 (6)6.双向可控硅应用 (7)7.DIAC (9)8.SIDAC (10)1.晶闸管概念可控硅(Silicon Controlled Rectifier) 简称SCR，是一种大功率电器元件，也称晶闸管。

可实现用小功率控件控制大功率设备。

可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。

双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。

双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。

其通断状态由控制极G决定。

在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。

晶闸管的开关时间较长，允许的电流上升率较小，因此工作频率受到限制。

当在较高频率工作时，因开关损耗随频率升高而增加，导致器件发热。

它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N 型半导体引出的电极叫阴极K。

单向可控硅（SCR）：1）单向可控硅承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，单向可控硅都处于反向阻断状态。

2）单向可控硅承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下单向可控硅才导通。

这时单向可控硅处于正向导通状态。

3）单向可控硅在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，单向可控硅保持导通，即单向可控硅导通后，门极失去作用。

门极只起触发作用。

4）单向可控硅在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零（维持电流以下）时，单向可控硅自动关断。

双向可控硅（TRIAC）：2.晶闸管工作原理通过等效电路分析:若T2管的基极电流为i B2，则集电极电流为β2i B2；进一步有i B1=i C2=β2i B2，从而i C1=β1i B1=β1β2i B2，又由于i B2=i C1，再一次进行上述放大过程，形成正反馈。

双向晶闸管(可控硅)

双向晶闸管(可控硅)
1双向晶闸管的概念
双向晶闸管(可控硅)是一种用在电力系统中的电力调控装置，它
主要负责调节电力系统中输出到负荷的电源，可以调整电压和电流，
保持电源和负载的稳定性和稳定性。

主要有三种工作模式：3桥可控硅(SCR)，源极可控硅(D性SCR)和共极可控硅(G性SCR)。

23桥可控硅
3桥可控硅是最常用的一种双向晶闸管，它由三个可控二极管(SCR)以序号顺序排列组成，从而实现单向和双向的电源调节和控制，确保
电源和用电设备的稳定性和稳定性。

另外，它还具有抗电弧能力，能
够在极短时间内阻断高电流，避免因大电流而引发的火灾事故。

3源极可控硅
源极可控硅是一种结构较简单的双向晶闸管，与3桥可控硅相
比，它只有源极和漏极两个极线，而没有控制极，因此在一定条件
下，可以使电流不经过控制极，避免了因控制极的输入延时而引起的
故障。

另外，这种可控硅的反馈电阻容量较低，能够快速控制电源，
可以较好地满足传输系统的高频过载需求。

4共极可控硅
共极可控硅的结构和源极可控硅类似，只有源极和漏极，但是它
把控制极又设置在源极和漏极之间，在一定条件可以绕过控制极。

由
于控制极的反馈电阻较高，因此它的延时要比源极可控硅要大，因此效率要低一些，但是它的抗电弧能力更好，可以有效的防止电弧引起的损坏。

总之，双向晶闸管(可控硅)是电力系统中一种重要的电源调节装置，能够很好地满足系统的调节和稳定性要求，并可防止因电弧而产生的危害。

晶匣管

(1) 晶闸管加阳极负电压-UA时，晶闸管处于反向
阻断状态。
(2) 晶闸管加阳极正电压UA，控制极不加电压时，
晶闸管处于正向阻断状态。
(3) 晶闸管加阳极正电压+UA，同时也加控制极
正电压+UG，晶闸管导通。
(4) 要使导通的晶闸管截止，必须将阳极电压降
至零或为负，使晶闸管阳极电流降至维持电流IH以下。
晶匣管
晶闸管是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极（A），阴极（K）和控制极（G）; 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。晶闸管是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
20
(1)反向阻断：晶闸管加反向电压（即阳极a接电源负极，阴极b接正极），晶闸管不导通。
s + L a k g
Ug
反向阻断
21
(2)正向阻断：晶闸管加正向电压（即阳极a接电源正极，阴极b接负极），但开关S断开时，控制极g无触发电压，灯不亮，说明晶闸管不导通。
S + L a k g
Ug
正向阻断

一、晶匣管的结构

晶闸管是具有三个PN结的四层结构, 其外形、结构及符号如图。四层半导体
A 阳极
P1
A
三个
PN
N1
P2 N2
K 阴极
结
G 控制极
G
K
(a) 外形 (b) 符号

晶闸管可控硅

工作原理
工作原理
晶闸管可控硅由PNPN四层半导体结构组成，通过控制门极电压来控制内部晶体管的通断状态，从而实现电流的调节和控制。
工作过程
当门极电压达到一定阈值时，晶闸管可控硅内部晶体管导通，电流可以通过器件；当门极电压消失或低于阈值时，内部晶体管断开，电流截止。
种类与用途
种类
按照功能和应用，晶闸管可控硅可分为普通晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。
总结词
控制无功补偿
详细描述
通过晶闸管可控硅控制无功补偿装置，能够动态调节无功功率，改善电力系统的功率因数，降低线损，提高供电质量。
总结词
保护和控制变压器
详细描述
晶闸管可控硅可以用于保护和控制变压器，通过控制变压器两侧的开关，实现变压器的远程控制和自动投切。
在电机控制中的应用
01
总结词：调速控制
用途
在电机控制中，晶闸管可控硅常用于直流电机、交流电机、步进电机等的驱动和控制；在电力电子中，用于整流、逆变、斩波等电路中实现电能的转换和调节；在自动控制中，用于温度、压力、流量等控制系统中实现信号的放大和处理。
02
晶闸管可控硅的应用
在电力系统中的应用
总结词
调节电压和电流
详细描述
晶闸管可控硅在电力系统中主要用于调节电压和电流，实现无触点控制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
晶闸管可控硅
• 晶闸管可控硅简介 • 晶闸管可控硅的应用 • 晶闸管可控硅的优缺点 • 晶闸管可控硅的发展趋势与未来展
望
01
晶闸管可控硅简介
定义与特性
定义
晶闸管可控硅是一种半导体器件，通过控制电流的通断来实现电能的转换和调节。
特性

晶闸管

晶闸管(thyristor)是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅（SCR），其正式名称应是反向阻断三端晶闸管。

除此之外，在普通晶闸管的基础上还派生出许多新型器件，它们是工作频率较高的快速晶闸管(fast switching thyristor，FST)、反向导通的逆导晶闸管(reverse conducting thyristor，RCT)、两个方向都具有开关特性的双向晶闸管(TRIAC)、门极可以自行关断的门极可关断晶闸管（gate turn off thyristor，GTO）、门极辅助关断晶闸管(gate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信号触发导通的光控晶闸管(light controlled thyristor，LTT)等。

一、结构与工作原理晶闸管是三端四层半导体开关器件，共有3个PN结，J1、J2、J3，如图1(a)所示。

其电路符号为图1(b)，A(anode)为阳极，K(cathode)为阴极，G(gate)为门极或控制极。

若把晶闸管看成由两个三极管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)构成，如图1(c)所示，则其等值电路可表示成图1(d)中虚线框内的两个三极管T1和T2。

对三极管T1来说，P1N1为发射结J1，N1P2为集电结J2；对于三极管T2，P2N2为发射结J3，N1P2仍为集电结J2；因此J2（N1P2）为公共的集电结。

当A、K两端加正电压时，J1、J3结为正偏置，中间结J2为反偏置。

当A、K两端加反电压时，J1、J3结为反偏置，中间结J2为正偏置。

晶闸管未导通时，加正压时的外加电压由反偏值的J2结承担，而加反压时的外加电压则由J1、J3结承担。

如果晶闸管接入图1(d)所示外电路，外电源U S正端经负载电阻R引至晶闸管阳极A，电源U S的负端接晶闸管阴极K，一个正值触发控制电压U G经电阻R G后接至晶闸管的门极G，如果T1（P1N1P2）的共基极电流放大系数为α1，T2（N1P2N2）的共基极电流放大系数为α2，那么对T1而言，T1的发射极电流I A的一部分α1I A将穿过集电结J2，此外，J2受反偏电压作用，要流过共基极漏电流i CBO1，因此图1(d)中的I C1可表示为I C1=α1I A+i CBO1。

晶闸管的原理、特性、主要参数及测试方法

晶闸管的原理、特性、主要参数及测试方法1.1 晶闸管晶闸管（Thyristor）是硅晶体闸流管的简称，也称为可控硅SCR（Semiconductor Control Rectifier）。

晶闸管作为大功率的半导体器件，只要用几十至几百毫安的电流就可以控制几百至几千安的大电流，实现了弱电对强电的控制。

1.1.1 晶闸管的结构晶闸管是四层（P1N1P2N2）三端（阳极A、阴极K、门极G）器件，其内部结构和等效电路如图1-1所示。

图1-1 晶闸管的内部结构和等效电路晶闸管的符号及外形如图1-2所示，图1-2（a）为晶闸管的符号，图1-2（b）为晶闸管的外形。

晶闸管的类型大致有4种：塑封型、螺栓型、平板型和模块型。

塑封型晶闸管多用于额定电流5A以下；螺栓型晶闸管额定电流一般为5～200A；平板型晶闸管用于额定电流200A以上；模块型晶闸管额定电流可达数百安培。

晶闸管由于体积小、安装方便，常用于紧凑型设备中。

晶闸管工作时，由于器件损耗会产生热量，需要通过散热器降低管芯温度，器件外形是为便于安装散热器而设计的。

图1-2 晶闸管的符号及外形晶闸管的散热器如图1-3所示。

图1-3 晶闸管的散热器1.1.2 晶闸管的工作原理以图1-4所示的晶闸管的导通实验电路来说明晶闸管的工作原理。

在该电路中，由电源EA、晶闸管的阳极和阴极、白炽灯组成晶闸管主电路，由电源EG、开关S、晶闸管的门极和阴极组成控制电路（触发电路）。

图1-4 晶闸管的导通实验电路实验步骤及结果说明如下。

（1）将晶闸管的阳极接电源EA的正极，阴极经白炽灯接电源的负极，此时晶闸管承受正向电压。

当控制电路中的开关S断开时，灯不亮，说明晶闸管不导通。

（2）当晶闸管的阳极和阴极承受正向电压，控制电路中开关S闭合，使控制极也加正向电压（控制极相对阴极）时，灯亮说明晶闸管导通。

（3）当晶闸管导通时，将控制极上的电压去掉（即将开关S断开），灯依然亮，说明一旦晶闸管导通，控制极就失去了控制作用。

可控硅

一、可控硅的概念和结构？晶闸管又叫可控硅(Silicon Controlled Rectifier, SCR)。

自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个P N结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。

从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。

可控硅二、晶闸管的主要工作特性为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。

晶闸管V S与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。

注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。

晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。

现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。

这个演示实验给了我们什么启发呢?可控硅这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。

晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。

晶闸管的特点：是“一触即发”。

但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。

控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。

那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。

可控硅知识的问与答

可控硅知识的问与答陈浩南一、可控硅的概念和结构？晶闸管又叫可控硅。

自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。

从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。

图2二、晶闸管的主要工作特性为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。

晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。

注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。

晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。

现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。

这个演示实验给了我们什么启发呢?图3这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。

晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。

晶闸管的特点：是“一触即发”。

但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。

控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。

那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。

可控硅（晶闸管）基础知识

可控硅（晶闸管）基础知识可控硅（晶闸管）基础知识可控硅符号：可控硅也称作晶闸管，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G。

可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性好。

在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。

可控硅分为单向的和双向的，符号也不同。

单向可控硅有三个PN结，由最外层的P极和N极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的P极引出一个控制极。

单向可控硅有其独特的特性：当阳极接反向电压，或者阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变成导通状态。

一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。

要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。

双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列（电极引脚向下，面对有字符的一面时）。

加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时，就能改变其导通电流的大小。

与单向可控硅的区别是，双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时，其导通方向就随着极性的变化而改变，从而能够控制交流电负载。

而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通，所以可控硅有单双向之分。

电子制作中常用可控硅，单向的有MCR－100等，双向的有TLC336等。

可以查看:世界可控硅参数大全 ,这是TLC336的样子：向强电冲击的先锋—可控硅可控硅是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件。

实际上，可控硅的功用不仅是整流，它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电，等等。

可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。

它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。

晶闸管工作原理.

1 晶闸管(SCR)晶体闸流管简称晶闸管,也称为可控硅整流元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件。

在性能上,晶闸管不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性,它只有导通和关断两种状态。

晶闸管的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪声;效率高,成本低等。

因此,特别是在大功率UPS供电系统中,晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路中得到广泛的应用。

晶闸管的弱点:静态及动态的过载能力较差,容易受干扰而误导通。

晶闸管从外形上分类主要有:螺栓形、平板形和平底形。

2 普通晶闸管的结构和工作原理晶闸管是PNPN四层三端器件,共有三个PN结。

分析原理时,可以把它看作是由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如图1(a)所示,图1(b)为晶闸管的电路符号。

图1 晶闸管等效图解图2.1 晶闸管的工作过程晶闸管是四层三端器件,它有J1、J2、J3三个PN结,可以把它中间的NP分成两部分,构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。

当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导通,必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。

每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。

因此是两个互相复合的晶体管电路,当有足够的门极电流Ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通。

设PNP管和NPN管的集电极电流分别为IC1和IC2,发射极电流相应为Ia和Ik,电流放大系数相应为α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik,设流过J2结的反相漏电流为ICO,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和:Ia=IC1+IC2+ICO=α1Ia+α2Ik+ICO(1)若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为:Ik=Ia+Ig。

因此,可以得出晶闸管阳极电流为:(2)硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数α1和α2随其发射极电流的改变而急剧变化。

什么是晶闸管（可控硅）及其分类

什么是晶闸管（可控硅）及其分类
什么是晶闸管(可控硅)及其分类
晶闸管是晶体闸流管(Thyristor)的简称，俗称可控硅，它是一种大功率开关
型半导体器件，在电路中用文字符号为V、VT表示(旧标准中用字母SCR表示)。

晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作
过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及
变频等电子电路中。

一、晶闸管的种类
晶闸管有多种分类方法：
1.按关断、导通及控制方式分类
晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶
闸管、门极关断晶闸管(GTO)、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。

2.按引脚和极性分类
晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。

3.按封装形式分类
晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管
三种类型。

其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种;塑封
晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。

4.按电流容量分类
晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率
晶闸管三种。

通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或
陶瓷封装。

什么是晶闸管可控硅的应用

一、可控硅的概念和结构？晶闸管又叫可控硅。

自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P 型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。

从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。

图2二、晶闸管的主要工作特性为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。

晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。

注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。

晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。

现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。

这个演示实验给了我们什么启发呢?图3这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。

晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。

晶闸管的特点：是“一触即发”。

但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。

控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。

那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。

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。

晶闸管的电路符号和图片识别

晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅。

它是由PNPN四层半导体构成的元件,有三个电极、阳极A、阴极K和控制极G，晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好.在调速、调光、调压、调温以及其他各种中都有它的身影.可控硅分为单向的和双向的,符号也不同.单向可控硅有三个PN结,由最外层的P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的P极引出一个控制极.一、晶闸管的种类晶闸管有多种分类方法。

（一）按关断、导通及控制方式分类晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。

（二）按引脚和极性分类晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。

（三）按封装形式分类晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。

其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。

（四）按电流容量分类晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。

通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。

（五）按关断速度分类晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。

二：晶闸管的工作条件：1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。

2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。

3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。

可控硅晶闸管

晶闸管(可控硅)说明一篇关于可控硅使用基础，力求不离核心内容，篇幅短小、精炼明了，面向实际使用，实用性强的基础学习笔记。

1、概述晶体闸流管(Thyristor)或闸流晶体管，简称晶闸管，又叫可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier，SCR)，以前被简称为可控硅，是半导体开关元件(器件)。

1956年美国贝尔实验室(Bell Lab)发明了晶闸管；1957年美国通用电气公司(GE)开发出第一只晶闸管产品；1958年商业化，开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代；20世纪80年代以来，出现了性能更好的全控型器件，在高压、高功率场合，结构相对简单、功能单一的晶闸管品种已逐步在被取代；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极(A node)，阴极(K athode)和门极(G ate)，门极又叫栅极或控制极。

晶闸管具有硅整流器件的特性，相当于或类似于可控的单向(或双向)二极管，利用其的可控功能，可实现弱电对强电的控制，加之晶闸管具有体积小、结构相对简单、功能强、重量轻、效率高、控制灵活等优点，晶闸管可用于下列过程：1、可控整流：将交流电转换成可调的直流电；2、逆变器：将直流电转换成交流电；3、变频：将一种频率的交流电转换成另一种频率或频率可调的交流电；4、交流调压：将固定的交流电压转换成有效值可调的交流电压；5、斩波：将固定的直流电压转换成平均值可调的直流电压；6、无触点通断：制作无触点开关，代替交流接触器实现通断控制。

晶闸管(可控硅)是比较常用的半导体器件之一。

该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。

大容量电力晶闸管，能在高电压、大电流条件下工作，能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，额定电压达数千伏，额定电流达数千安，在大容量的场合具有重要地位，在电源装置、电力牵引、电力传动等电力电子中，应用广泛。