晶闸管
晶闸管十大品牌
积极拓展市场，与多 家知名企业合作，提 供定制化服务。
拥有先进的晶闸管制 造工艺和技术，具备 批量生产能力。
中国电子科技集团
国内大型电子科技集团，业务 涵盖军工、民用等领域。
具备自主研发和生产晶闸管的 能力，产品性能稳定可靠。
承担多项国家重点工程项目的 研发和供应任务。
株洲中车时代电气股份有限公司
04
晶闸管品牌竞争格局及 未来发展
各品牌竞争优劣势分析
01
A品牌
该品牌在晶闸管市场上具有较高的市场份额，产品线完整，品质稳定。
其优势在于品牌知名度高，客户基础广泛。劣势在于相对于竞品，其产
品价格稍高。
02
B品牌
该品牌在晶闸管市场上拥有较强的研发实力，产品创新性强。其优势在
于技术领先，产品线不断延伸。劣势在于其品牌知名度尚待提高，市场
晶闸管的基本结构与工作原理
晶闸管由P型半导体和N型半导体构成 ，中间有一个P-N结。
当晶闸管两端加正向电压时，电流从P 型半导体流向N型半导体，当加反向电 压时，电流从N型半导体流向P型半导
体。
当晶闸管两端加正向电压且触发电流达 到一定值时，晶闸管会从截止状态转为 导通状态，这时即使去掉触发电流，晶 闸管仍会保持导通状态，直到电流降到
广东风华高新科技股份有限公司
01
国内领先的电子元器件制造商，产品涵盖电容、电感等领域。
02
具备晶闸管自主研发和生产能力，产品广泛应用于家电、工业
控制等领域。
与多家知名企业合作，提供一站式采购服务。
03
中芯国际
1
国内领先的集成电路制造商，具备晶闸管制造的 先进技术和生产线。
2
产品广泛应用于通信、消费电子、汽车电子等领 域。
晶闸管
电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反
馈，晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件： 1. 必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效应
不能维持。 2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极
间加反相电压。
2019年7月21日星期日
2019年7月21日星期日
4、强触发
ig
作用：1）脉冲前沿越陡，导通面积
Ikm 0.9Ikm
扩展速度越快；
2）晶闸管串并联时，保证
晶闸管同时开通。
强触发形式：Ikm通常为Ik1的5倍。
Ik1
t1：脉冲前沿时间，上升速度>0.5A/us;
t1 t2 t3
t
t2：强触发脉冲宽度>50us;
t3：触发脉冲持续时间≥550us(10°)。
三相桥式全控整流电路
√=30时，晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成ud的每
一段线电压因此推迟30，ud平均值降低，波形见图2。
√=60时，ud波形中每段线电压的波形继续向后移，ud平 均3。值继续降低。=60时ud出现了为零的点，波形见图 ☞当>60时
√因为id与ud一致，一旦ud降为至零，id也降至零，晶闸管 关断，输出整流电压ud为零，ud波形不能出现负值。
√=90时的波形见图4。
2019年7月21日星期日
三相桥式全控整流电路
◆三相桥式全控整流电路的一些特点 ☞每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的 回路，共阴极组的和共阳极组的各1个，且不能为同一相 的晶闸管。
☞对触发脉冲的要求 相√位6个依晶次闸差管60的 脉。冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，
晶闸管
晶闸管一、可控硅的概念和结构？一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称可控硅T。
又由于可控硅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。
在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。
它只有导通和关断两种状态。
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。
可控硅的优点很多，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、无噪音；效率高，成本低等等。
可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。
可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。
1、可控硅元件的结构：不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。
见图1。
它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制极G，所以它是一种四层三端的半导体器件。
2、工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。
此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。
由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。
晶闸管的工作条件_概述及解释说明
晶闸管的工作条件概述及解释说明1. 引言1.1 概述:晶闸管作为一种重要的电子器件，在电力控制和电能转换领域发挥着关键的作用。
它具有可靠性高、功率损耗小、体积小等优点，被广泛应用于各个行业。
了解晶闸管的工作条件对于正确使用和设计相关电路至关重要。
1.2 文章结构:本文将首先介绍晶闸管的工作原理，包括其结构和PN结与工作条件之间的关系。
接下来，将详细讨论晶闸管的主要工作条件，包括阻抗匹配与负载电流、触发电压与触发电流以及关断特性及其影响因素。
然后，将探讨晶闸管的保护措施和需注意事项，包括过电流保护与故障检测、温度保护与散热设计要点以及隔离和绝缘性能要求。
最后，通过总结晶闸管的工作条件概述，并说明晶闸管在实际应用中的重要性和未来技术与应用展望，来结束整篇文章。
1.3 目的:本文旨在全面介绍晶闸管的工作条件，帮助读者深入了解晶闸管的原理和使用要点。
通过本文的阐述，读者可以掌握正确选择晶闸管和应用技巧，并能够设计合适的保护措施，确保晶闸管工作稳定可靠。
2. 晶闸管的工作原理:2.1 简介晶闸管:晶闸管是一种半导体器件，具有控制电流流动的特性。
它由四个半导体层构成，并带有三个接线端，即阳极、阴极和门极。
晶闸管可以实现自锁状态，在一定触发条件下将保持开启状态，直到触发信号停止或施加反向电压为止。
2.2 PN结与工作条件:在晶闸管中，两个PN结扮演重要角色。
当施加正向电压时，P区被加上正电压（阳极）而N区被加上负电压（阴极），形成一个正偏性结。
此时穿越PN结的少数载流子会被注入N区，并形成导电通道，使得晶闸管处于导通状态。
然而，在不适当的工作条件下，PN结可能会出现击穿现象，进而使整个晶闸管失效。
因此，在工作过程中需要注意：控制正向电流并维持适当的功耗、避免超过材料的最大额定电压、保持适当温度等。
2.3 准双向导通特性与工作条件:晶闸管具有准双向导通特性，即不论施加的电压是正向还是反向，只要触发条件满足，晶闸管都能够导通。
晶闸管的导通和关断条件(一)
晶闸管的导通和关断条件(一)晶闸管的导通和关断条件晶闸管是一种电子元件，它具有较好的控制性，被广泛应用于电路中。
在使用晶闸管的时候，必须要掌握它的导通和关断条件。
晶闸管导通条件晶闸管导通时，电流流经晶闸管的主电路，晶闸管有一定的压降，且在导通状态下，具有很低的电压降。
当电流流经晶闸管的时候，晶闸管的正向电压Vak必须大于等于晶闸管的平均开启电压Vtm，才能实现导通状态。
另外，要注意晶闸管的门极触发电压Vgt，通常Vgt>0.7Vtm。
晶闸管关断条件晶闸管在导通状态下，如果在控制电压Ud下，断开了发射极的电源电流，那么晶闸管会自行关闭，也就是说它的关断条件是电流降为零。
同时，为了确保晶闸管能够快速关断，需要增加熄灭电路或者采用反并联二极管等方式来降低关断时间。
晶闸管的适用范围晶闸管能够实现高效率的开关控制，其适用范围相当广泛，在电力电子领域和各种电子设备中都得到了广泛的应用。
晶闸管可以用于直流电源控制器、开关电源、电动机控制器、发电机控制器等多种设备中。
通过掌握晶闸管的导通和关断条件，我们可以更好地理解和使用晶闸管这个电子元件，有效地提升电子设计的质量和效率。
晶闸管的特点晶闸管除了具有高效率、可靠性和稳定性等传统电子元件特点之外，还有以下几个显著的特点：•控制特性好：晶闸管的控制电流非常小，可以通过信号放大器、逻辑电路、门电路等多种方式实现；•恒流控制：当晶闸管处于稳定导通状态时，可以实现稳定的恒流输出；•动态响应快：晶闸管可以快速调节电路中的电压和电流，实现快速的开关控制；•向高功率、大电流方向发展：随着电子技术的不断发展，晶闸管的功率和电流承受能力不断提高，逐渐代替了传统的开关元件。
小结通过本文的介绍，我们了解了晶闸管的导通和关断条件，以及晶闸管的适用范围和特点。
在实际应用中，我们需要针对不同的电路设计和工作环境，选取合适的晶闸管，并结合合适的控制电路和熄灭电路，实现快速、精准的控制。
晶闸管作为一种非常实用的电子元件，将在各种电子设备和电路应用中发挥越来越重要的作用。
晶闸管的概念
晶闸管的概念
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.
晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管工作条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。
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。
第1章 晶闸管
有效值与平均值之比称为波形系数Kf则: Kf=I/Id或I= KfId 。 例:设晶闸管承受的电压有效值为２２０Ｖ，流过的电流平 均为１５７Ａ，波形系数为１.１１,考虑安全裕量，求晶 闸管电压、电流定额。 i 解：ＵＮ＝(2～3)1.414×220 IM =622 ～933Ｖ（取800Ｖ)
I K f Id I IT ( AV ) = (1.5 2) = (1.5 2) 1.57 1.57 1.11´ 157 0 （取 200 Ａ） = (1.5 2) = 166 222 A 图1-11 1.57
学习重点:
晶闸管的工作原理、基本特性、主要参数以 及选择和使用中应注意的一些问题。
1.1
引言
晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流 器（Silicon Controlled Rectifier——SCR）
1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。 1958年商业化。
第1章
1.1 引言
晶闸管
1.2 晶闸管的结构与工作原理 1.3 晶闸管的基本特性 1.4 晶闸管的主要参数 1.5 晶闸管的派生器件
1.6 电力二极管(整流二极管)
本章学习内容与重点
本章内容:
介绍晶闸管的工作原理、基本特性、主要参 数以及选择和使用中应注意的一些问题。 介绍电力二极管、晶闸管派生器件的基本特 性和使用中应注意的一些问题。
仿真实验
1.2 晶闸管的结构与工作原理
晶闸管的工作原理
⊕工作原理（从其内部四层结构来 A 分析） P1 ①定性分析 J1 N1 a. UG≤0，IG=0 G J2 P2 UAK＜0时，J1，J3反偏，J2正 J 3 偏，反向阻断，晶闸管不导通， N2 解释①。 K UAK＞0时，J1，J3正偏，J2反 偏，晶闸管不导通，解释⑤。图1-2 晶闸管的内部结构图
简述晶闸管导通的条件
简述晶闸管导通的条件
晶闸管导通的条件包括：
1. 网络瞬时电压大于晶闸管的导通电压。
即晶闸管的阳极电压大于其保持电压，同时阳极与阴极之间的电压大于晶闸管的触发电压。
2. 阴极到阳极的触发脉冲或触发电流。
晶闸管一般通过施加正向电流或者脉冲来触发导通。
晶闸管的触发电流需要超过其门极电流，才能确保导通。
3. 输入电流需要大于晶闸管的保持电流。
晶闸管在导通状态下，需要通过一个持续输送的电流来保持导通。
当输入电流小于保持电流时，晶闸管会自动关闭导通。
需要注意的是，晶闸管导通后的电流流过管子，会形成较大的电压降，并且晶闸管导通状态无法被自动关闭，需要通过外部断电或施加反向电压来切断导通。
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。
晶闸管额定电流计算公式
晶闸管额定电流计算公式
晶闸管的额定电流计算公式如下：
Irms = (η x Iavg) / (1 - D)
其中，Irms为晶闸管的额定电流，η为负载的波形系数，Iavg为负载的平均电流，D为晶闸管的导通角度。
在实际应用中，负载的波形系数η通常可以认为是1，因为大多数负载的波形是正弦波形，其有效值与平均值相等。
此时，晶闸管的额定电流可简化为：
Irms = Iavg / (1 - D)
需要注意的是，晶闸管的额定电流应小于其最大额定电流，以确保晶闸管在长时间运行过程中不会过载。
拓展：
除了晶闸管的额定电流，还有一些其他重要的额定参数，例如额定电压、额定功率和额定频率等。
这些参数是根据晶闸管的设计和制造过程进行确定的，并在使用时需要严格遵守。
此外，还有一些其他
因素也需要考虑，如散热和温度等，以确保晶闸管的正常运行和可靠性。
晶 闸 管
课堂思考
额定电流选择
对于特定电流波形，其有效值和平均值的比值成为波形 系数Kf=Irms/IAV，按有效值相等原则选择晶闸管额定电流
对于一只额定电流IT(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有 效值应该为157A（考虑正弦半波波形系数）。
14
课堂思考
例：电流波形不同，而电流平均值均为IAV= 100A 时，晶闸管额定电流选择是否相同。
4
晶闸管
晶闸管的静态特性
➢ 晶闸管的关断
IAK<IH（维持电流），内部正反馈不能维持而关断 方法：①增大负载阻抗、②切断电流、③UAK < 0
➢ 门极伏安特性
G、K之间是PN结，特性类似二极管特性，但反 向电流较大
可靠触发的保证：IGK足够大（足够的UGK)、但不 超过极限功率
5
晶闸管
9
晶闸管
晶闸管主要参数
➢ 额定电流
擎住电流 IL
晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需 的最小电流
对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍
浪涌电流ITSM
指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性 最大正向过载电流
10
晶闸管
晶闸管主要参数
➢动态参数
晶闸管的开通时间tgt与关断时间 tq：含义如前所述 断态电压临界上升率du/dt
Kf
Irms I AV
1.11
100A的电流平均值对应的有效值: Irms 100 1.11 111A
额定电流选择：
IT(AV)
ksai
111 1.57
2
70.7A
(ksai 2)
18
课堂思考
（3）方波半波整流电流波形状态，阴影部分波形
晶闸管
概述
可控硅的优点很多，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、无噪音；效率高，成本低 等等。 可控硅的弱点有静态及动态的过载能力较 差；容易受干扰而误导通。
概述
普通可控硅主要用于大功率的交直流变换、调压等。 双向可控硅主要用于电机控制、电磁阀控制、调温及调 光控制等方面 。 可控硅的三个电极分别用字母A(表示阳极)、K（表示 阴极）、G（表示门极）。
可控硅等效图解图
单向可控硅的工作原理
当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。 此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便 有基流Ib2流过，经BG2放大，其集电极电流Ic2=β2Ib2。 因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以Ib1=Ic2。 此时，电流Ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流 Ic1=β1Ib1=β1β2Ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表 成正反馈，使Ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两 个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。 由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所 以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电 流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态， 由于触发信号只起触发作用，没有关断功 能，所以这种可控硅是不可关断的。
单向可控硅主要特性参数
1、额定通态平均电流（IT（AV）） 2 、断态重复峰值电压（VDRM） 3 、反向重复峰值电压（VRRM） 4 、断态重复平均电流（IDR（AV）） 5 、反向重复平均电流（IRR（AV）） 6、通态平均电压（VTM（AV）） 7 、门极触发电流（IGT） 8 、门极触发电压（VGT） 9 、断态电压临界上升率（du/d t） 10、维持电流（IH） 11、擎住电流（IL） 12、浪涌电流（ITSM） 13、额定结温（T j M）
中国晶闸管(可控硅)行业发展现状及竞争格局分析
中国晶闸管（可控硅）行业发展现状及竞争格局分析一、晶闸管产业概述1、晶闸管的定义及分类晶闸管又称可控硅，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，可通过开关使用，但不易驱动，损耗大，难以实现高频化变流，可用于可控整流、交流调压、保护、无触点电子开关、逆变及变频领域等。
根据能否控制信号的关断，晶闸管可分为半控型和全控型。
其中，半控型晶闸管只能控制信号的导通而不能控制其关断，涵盖普通晶闸管、双向晶闸管、快速晶闸管、逆导晶闸管和光控晶闸管等绝大多数晶闸管品类，而全控型晶闸管则包括门极可关断晶闸管（GTO）和栅控晶闸管（MCT）等。
晶闸管的分类2、晶闸管发展历程晶闸管的发展经历了萌芽、发展和成熟三个阶段，朝大功率化、大容量化不断发展。
自1957年美国通用电气公司开发出第一款晶闸管器件以来，晶闸管的发展经历了“萌芽→发展→成熟”三个阶段，并朝大功率化、大容量化不断发展。
国内晶闸管行业真正取得发展在2000年以后，2000年，我国建成的首条300万千瓦直流输电工程采用5英寸晶闸管。
目前，我国晶闸管行业低端市场已经基本形成进口替代，行业内形成了一批规模大、实力雄厚的上市公司，如扬杰科技、捷捷微电子等；但在中高端产品领域，进口产品仍占据主要市场份额，仍具备较大的国产替代空间。
晶闸管发展历程二、晶闸管行业产业链1、晶闸管行业产业链示意图从晶闸管产业链来看，上游市场参与者有单晶硅、金属材料、化学试剂等原材料供应商及生产设备供应商等，下游主要为晶闸管的应用领域，晶闸管器件应用领域主要有汽车电子、计算机、消费电子、工业控制以及网络通信等。
受益于终端产品的更新换代及科技进步引导的新产品生产，晶闸管拥有了不断增长的市场空间。
晶闸管行业产业链示意图2、晶闸管行业下游应用分析晶闸管作为功率半导体中较为早期和成熟的产品，其技术门槛相对较低，但它具有制造成本低、可靠性高、相应配套电路结构简单、体积小和重量轻等特点，具备突出的性价比优势，因此仍广泛应用于工业、交运、军事科研、商业及民用电器等多个领域。
常见晶闸管的原理与运用
(一）普通晶闸管普通晶闸管（SCR）是由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件，三个引出端分另为阳极A、阴极K和门极G、图8-4是其电路图形符号。
普通晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能，其内部可以等效为由一只PNP晶闸管和一只NPN晶闸管组成的组合管，如图8-5所示。
当晶闸管反向连接（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。
当晶闸管正向连接（即A极接电源正端，K极接电源负端）时，若门极G所加触发电压为负时，则晶闸管也不导通，只有其门极G加上适当的正向触发电压时，晶闸管才能由阻断状态变为导通状态。
此时，晶闸管阳极A极与阴极K极之间呈低阻导通状态，A、K 极之间压降约为1V。
普通晶闸管受触发导通后，其门极G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K 之间仍保持正向电压，晶闸管将维持低阻导通状态。
只有把阳极A电压撤除或阳极A、阴极K之间电压极性发生改变（如交流过零）时，普通晶闸管才由低阻导通状态转换为高阻阻断状态。
普通晶闸管一旦阻断，即使其阳极A与阴极K之间又重新加上正向电压，仍需在门极G和阴极K之间重新加上正向触发电压后方可导通。
普通晶闸管的导通与阻断状态相当于开关的闭合和断开状态，用它可以制成无触点电子开关，去控制直流电源电路。
（二）双向晶闸管双向晶闸管（TRIAC）是由NPNPN五层半导体材料构成的，相当于两只普通晶闸管反相并联，它也有三个电极，分别是主电极T1、主电极T2和门极G。
图8-6是双向晶闸管的结构和等效电路，图8-7是其电路图形符号。
双向晶闸管可以双向导通，即门极加上正或负的触发电压，均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。
图8-8是其触发状态。
当门极G和主电极T2相对于主电极T1的电压为正（V T2＞V T1、V G＞V T1）或门极G和主电极T1相对于主电极T2的电压为负（V T1＜V T2、V G＜V T2）时，晶闸管的导通方向为T2→T1此时T2为阳极，T1为阴极。
第一章：电力电子器件晶闸管
2．反向重复峰值电压URRM：在门极断路而结温为额定值时，允许 重复加在器件上的反向峰值电压。
3．通态（峰值）电压UTM：晶闸管通以某一规定倍数的额定通态 平均电流时的瞬态峰值电压。
4．额定电压：取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件 的额定电压。选用晶闸管时，额定电压要留有一定裕量。
最小门极电流； ● UGr：指产生触发电流 IGr 所需门极电压值； ● 环境温度高时需要的 Igr 和 Ugr 要小些；
环境温度低时需要的 IGr 和 Ugr 要大些； ● 同一型号晶闸管门极特性分散性较大，因此触发电路送出的
触发电流和触发电压应适当大于额定值的上限，但不能超过 最大电流、电压和功率极限。
雪崩 击穿
IH
IG2
IG1 IG=0
O
UDRM Ubo +UA
UDSM
-IA
一．静态特性
§1.3.2 晶闸管的基本特性
1．正向特性：器件施加正向电压，IG=0 时，正向阻断状态，只有 很小的正向漏电流流过；正向电压超过临界极限——正向转折
电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通； ● 随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低；
IC2＝2 IK ＋ ICBO2
（1－2） ICBO：共基极漏电流
I K＝IA＋IG
（1－3）
IA＝Ic1＋Ic2
（1－4）
IA
2 I G I CBO1 I CBO2 1 ( 1 2 )
（1－5）
★ 晶闸管中的晶体管特性为：
● 在低发射极电流下 是很小的； ● 而当发射极电流建立起来之后， 迅速增大。
晶闸管的导通原理
晶闸管的导通原理
晶闸管（SCR）是一种具有控制特性的半导体器件，可以用于
电力控制和开关电路中。
它由四个半导体层（P-N-P-N）组成，具有三个电极：阳极（A），阴极（K）和门极（G）。
其中，阳极与阴极之间是主电流路径。
当发生以下条件时，晶闸管处于导通状态：
1. 正向偏置：阳极正电压高于阴极，使得PN结极化为正。
2. 闸流（I_G）的注入：当在门极施加一个较高电压时，会引
起低电阻区（正向偏置区）的电流注入。
这通常通过一个电压源和一个电阻来实现，其中，电压源用于提供电流注入所需的电压，电阻用于限制电流注入的大小。
3. 肖特基二极管的反向偏置：正向偏置引发的电流注入穿过晶闸管的PN结，也会反向偏置与之相连的肖特基二极管。
这将
导致肖特基二极管结锁定，并进一步增加电流注入。
4. 端电压大于保持电压：当从阳极到阴极的电压大于晶闸管的保持电压时，导通状态将保持。
综上所述，只有满足以上条件，晶闸管才能导通。
通过控制闸流的大小和时序，可以在电路中实现精确的电力控制和开关操作。
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课堂教学安排
晶闸管的结构及性能特点
(一）普通晶闸管
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，三个引出端分另为阳极A、阴极K和门极G、图8-4是其电路图形符号。
普通晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能，其内部可以等效为由一只PNP 晶闸管和一只NPN晶闸管组成的组合管，如图8-5所示。
当晶闸管反向连接（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。
当晶闸管正向连接（即A极接电源正端，K极接电源负端）时，若门极G所加触发电压为负时，则晶闸管也不导通，只有其门极G 加上适当的正向触发电压时，晶闸管才能由阻断状态变为导通状态。
此时，晶闸管阳极A极与阴极K极之间呈低阻导通状态，A、K极之间压降约为1V。
普通晶闸管受触发导通后，其门极G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，晶闸管将维持低阻导通状态。
只有把阳极A电压撤除或阳极A、阴极K
之间电压极性发生改变（如交流过零）时，普通晶闸管才由低阻导通状态转换为高阻阻断状态。
普通晶闸管一旦阻断，即使其阳极A与阴极K之间又重新加上正向电压，仍需在门极G和阴极K之间重新加上正向触发电压后方可导通。
普通晶闸管的导通与阻断状态相当于开关的闭合和断开状态，用它可以制成无触点电子开关，去控制直流电源电路。
（二）双向晶闸管
双向晶闸管（TRIAC）是由NPNPN五层半导体材料构成的，相当于两只普通晶闸管反相并联，它也有三个电极，分别是主电极T1、主电极T2和门极G。
图8-6是双向晶闸管的结构和等效电路，图8-7是其电路图形符号。
双向晶闸管可以双向导通，即门极加上正或负的触发电压，均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。
图8-8是其触发状态。
当门极G和主电极T2相对于主电极T1的电压为正（V T2＞V T1、V G＞V T1）或门极G
和主电极T1相对于主电极T2的电压为负（V T1＜V T2、V G＜V T2）时，晶闸管的导通方
向为T2→T1此时T2为阳极，T1为阴极。
当门极G和主电极T1相对于主电极T2为正（V T1＞V T2、V G＞V T2）或门极G和主电极
T2相对于主电极T1为负（V T2＜V T1、V G＜V T1）时，则晶闸管的导通方向为T1→T2，此
时T1为阳极，T2为阴极。
双向晶闸管的主电极T1与主电极T2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要门极
G和主电极T1（或T2）间加有正、负极性不同的触发电压，满足其必须的触发电流，
晶闸管即可触发导通呈低阻状态。
此时，主电极T1、T2间压降约为1V左右。
双向晶闸管一旦导通，即使失去触发电压，也能继续维持导通状态。
当主电极T1、T
电流减小至维持电流以下或T1、T2间电压改变极性，且无触发电压时，双向晶闸管阻2
断，只有重新施加触发电压，才能再次导通。
（三）门极关断晶闸管
门极关断晶闸管（GTO）（以P型门极为例）是由PNPN四层半导体材料构成，其三个电极分别为阳极A、阴极K和门极G，图8-9是其结构及电路图形符号。
门极关断晶闸管也具有单向导电特性，即当其阳极A、阴极K两端为正向电压，在门极G上加正的触发电压时，晶闸管将导通，导通方向A→K。
在门极关断晶闸管导通状态，若在其门极G上加一个适当有负电压，则能使导通的晶闸管关断（普通晶闸管在靠门极正电压触发之后，撤掉触发电压也能维持导通，只有切断电源使正向电流低于维持电流或加上反向电压，才能使其关断）。
（四）光控晶闸管
光控晶闸管（LAT）俗称光控硅，内部由PNPN四层半导体材料构成，可等效为由两只晶体管和一只电容、一只光敏二极管组成的电路。
如图8-10所示。
由于光控晶闸管的控制信号来自光的照射，故其只有阳极A和阴极K两个引出电级，门极为受光窗口（小功率晶闸管）或光导纤维、光缆等。
当在光控晶闸管的阳极A加上正向电压、阴极K上加负电压时，再用足够强的光照射一下其受光窗口，晶闸管即可导通。
晶闸管受光触发导通后，即使光源消失也能维持导通，除百加在阳极A和阴极K之间的电压消失或极性改变，晶闸管才能关断。
光控晶闸管的触发光源有激光器、激光二极管和发光二极管等。
（五）逆导晶闸管
逆导晶闸管（RCT）俗称逆导可控硅，它在普通晶闸管的阳极A与阴极K间反向并联了一只二极管（制作于同一管芯中）如图8-11所示。
逆导晶闸管较普通晶闸管的工作频率高，关断时间短、误动作小，可广泛应用于超声波电路、电磁灶、开关电源、电子镇流器、超导磁能储存系统等领域。
（六）BTG晶闸管
BTG晶闸管也称程控单结晶体管PUT，是由PNPN四层半导体材料构成的三端逆阻型晶闸管，其电路图形符号，内部结构和等效电路见图8-12。
BTG晶闸管的参数可调，改变其外部偏置电阻的阻值，即可改变BTG晶闸管门极电压和工作电流。
它还具有触发灵敏度高、脉冲上升时间短、漏电流小、输出功率大等优点，被广泛应用于可编程脉冲电路、锯齿波发生器、过电压保护器、延时器及大功率晶体管的触发电路中，既可作为小功率晶闸管使用，还可作为单结晶体管〔双基极二极管（UJT）〕使用。
（七）温控晶闸管
温控晶闸管是一种新型温度敏感开关器件，它将温度传感器与控制电路结合为一体，输出驱动电流大，可直接驱动继电器等执行部件或直接带动小功率负荷。
温控晶闸管的结构与普通晶闸管的结构相似（电路图形符号也与普通晶闸管相同），也是由PNPN半导体材料制成的三端器件，但在制作时，温控晶闸管中间的PN结中注入了对温度极为敏感的成分（如氩离子），因此改变环境温度，即可改变其特性曲线。
在温控晶闸管的阳极A接上正电压，在阴极K接上负电压，在门极G和阳极A之间接入分流电阻，就可以使它在一定温度范围内（通常为–40~+130℃）起开关作用。
温控晶闸管由断态到通态的转折电压随温度变化而改变，温度越高，转折电压值就越低。
（八）四极晶闸管
四极晶闸管也称硅控制开关管（SCS），是一种由PNPN四层半导体材料构成的多功能半导体器件，图8-13是其电路图形符号内部结构和等效电路。
四极晶闸管的四个电极分别为阳极A、阴极K、阳极控制极G A和阴极控制极G K。
若将四极晶闸管的阳极控制极G A空着不用，则四极晶闸管可以代替普通晶闸管或门极关断晶闸管使用；若将其阴极控制极G K空着不用，则可以代替BTG晶闸管或门极关断晶闸管、单结晶体管使用；若将其阳极门极G A与阳极A短接，则可以代替逆导晶闸管或NPN型硅晶体管使用。
（九）晶闸管模块
晶闸管模块，它是将两只参数一致的普通晶闸管串联在一起构成的，如图8-14所示。
晶闸管模块具有体积小、重量轻、散热好、安装方便等优点，被广泛应用于电动机调速、无触点开关、交流调压、低压逆变、高压控制、整流、稳压等电子电路中。