晶闸管详解,晶闸管的工作原理,晶闸管结构-KIA MOS管

可控硅（SCR）又称晶闸管，是一种大功率电器元件。由电源、晶闸管的阳极和阴极、白炽灯组成晶闸管主电路;由电源、开关S、晶闸管的门极和阴极组成控制电路(触发电路)。晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，故晶闸管为半控型器件。

它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。

晶闸管的工作原理在不同场合不同，比如当在晶闸管的阳极与阴极之间加反向电压时，这时不管控制极的信号情况如何，晶闸管都不会导通。

当在晶闸管的阳极与阴极之间加正向电压时，若在控制极与阴极之间没有电压或加反向电压，晶闸管还是不会导通。

只有当在晶闸管的阳极与阴极之间加正向电压时，在控制极与阴极之间加正向电压，晶闸管才会导通。但晶闸管一旦导通，不管控制极有没有电压，只要阳极与阴极之间维持正向电压，则晶闸管就维持导通。

晶闸管是可以处理耐高压、大电流的大功率器件，随着设计技术和制造技术的进步，越来越大容量化。到现在为止，已经衍生出了单向晶闸管、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，等等主要几个类型。

晶闸管的结构

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：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。

以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件,起始于1957年，因为它的特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T，又因为晶闸管最初的在静止整流方面，所以又被称之为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。

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。如图，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。

晶闸管的工作原理

晶闸管在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。

单向晶闸管工作原理

单向晶闸管是PNPN闪层结构，形成三个PN结，具有阳极人、阴极K和控制极G三个外电极。单向品闸管可等效为PNP， NPN两个晶体管组成的复合管，如图所示。

在阳极A之间加上正电压后，晶闸管并不导通。只有在控制极G加上触发电压时，VT1、VT2相继迅速导通，并且互相提供基极电流维持晶闸管导通。此时即使去掉控制极上的触发电压，晶闸管仍维持导通状态，直至所通过的电流小于晶闸管的维持电流时，晶闸管才关断。

双向晶闸管工作原理

双向晶闸管可以等效为两个单向晶闸管反向并联，如图所示。双向晶闸管可以控制双向导通，因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极、阴极，而称之为主电极T1、T2。

当有触发电压加至控制极G时，双向晶闸管导通，井在触发电压消失后仍维持导通状态，电流既可从T1经过VS2流向T2，又可从T2经过VS1流向T1。当电流小于晶闸管的维持电流时晶闸管关断。

晶闸管的特点

“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。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，可以断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的最小值（称为维持电流）。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。

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