晶閘管詳解,晶閘管的工作原理,晶閘管結構-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-09-27
可控硅（SCR）又稱晶閘管，是一種大功率電器元件。由電源、晶閘管的陽極和陰極、白熾燈組成晶閘管主電路;由電源、開關S、晶閘管的門極和陰極組成控制電路(觸發電路)。晶閘管一旦導通，門極即失去控制作用，故晶閘管為半控型器件。
它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中，可作為大功率驅動器件，實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統中得到了廣泛的應用。
晶閘管的工作原理在不同場合不同，比如當在晶閘管的陽極與陰極之間加反向電壓時，這時不管控制極的信號情況如何，晶閘管都不會導通。
當在晶閘管的陽極與陰極之間加正向電壓時，若在控制極與陰極之間沒有電壓或加反向電壓，晶閘管還是不會導通。
只有當在晶閘管的陽極與陰極之間加正向電壓時，在控制極與陰極之間加正向電壓，晶閘管才會導通。但晶閘管一旦導通，不管控制極有沒有電壓，只要陽極與陰極之間維持正向電壓，則晶閘管就維持導通。
晶閘管是可以處理耐高壓、大電流的大功率器件，隨著設計技術和制造技術的進步，越來越大容量化。到現在為止，已經衍生出了單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導晶閘管、可關斷晶閘管、快速晶閘管，等等主要幾個類型。
單向晶閘管，也就是人們常說的普通晶閘管，它是由四層半導體材料組成的，有三個PN結，對外有三個電極：第一層P型半導體引出的電極叫陽極A，第三層P型半導體引出的電極叫控制極G，第四層N型半導體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號可以看到，它和二極管一樣是一種單方向導電的器件，關鍵是多了一個控制極G，這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。
以硅單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件,起始于1957年，因為它的特性類似于真空閘流管，所以國際上通稱為硅晶體閘流管，簡稱晶閘管T，又因為晶閘管最初的在靜止整流方面，所以又被稱之為硅可控整流元件，簡稱為可控硅SCR。
不管可控硅的外形如何，它們的管芯都是由P型硅和N型硅組成的四層P1N1P2N2結構。如圖，有三個PN結（J1、J2、J3），從J1結構的P1層引出陽極A，從N2層引出陰級K，從P2層引出控制極G，所以它是一種四層三端的半導體器件。
晶閘管在工作過程中，它的陽極（A）和陰極（K）與電源和負載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。
單向晶閘管工作原理
單向晶閘管是PNPN閃層結構，形成三個PN結，具有陽極人、陰極K和控制極G三個外電極。單向品閘管可等效為PNP， NPN兩個晶體管組成的復合管，如圖所示。
在陽極A之間加上正電壓后，晶閘管并不導通。只有在控制極G加上觸發電壓時，VT1、VT2相繼迅速導通，并且互相提供基極電流維持晶閘管導通。此時即使去掉控制極上的觸發電壓，晶閘管仍維持導通狀態，直至所通過的電流小于晶閘管的維持電流時，晶閘管才關斷。
雙向晶閘管工作原理
雙向晶閘管可以等效為兩個單向晶閘管反向并聯，如圖所示。雙向晶閘管可以控制雙向導通，因此除控制極G外的另兩個電極不再分陽極、陰極，而稱之為主電極T1、T2。
當有觸發電壓加至控制極G時，雙向晶閘管導通，井在觸發電壓消失后仍維持導通狀態，電流既可從T1經過VS2流向T2，又可從T2經過VS1流向T1。當電流小于晶閘管的維持電流時晶閘管關斷。
晶閘管的特點
“一觸即發”。但是，如果陽極或控制極外加的是反向電壓，晶閘管就不能導通。控制極的作用是通過外加正向觸發脈沖使晶閘管導通，卻不能使它關斷。用什么方法才能使導通的晶閘管關斷呢?使導通的晶閘管關斷，可以斷開陽極電源或使陽極電流小于維持導通的最小值（稱為維持電流）。如果晶閘管陽極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動直流電壓，那么，在電壓過零時，晶閘管會自行關斷。
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