晶闸管
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；它是一种大功率、可以控制其导通截止的半导体，具有弱电控制强电的特点，1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958 年将其商业化；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。
晶闸管的特点是可以用弱信号控制强信号。从控制的观点看，它的功率放大倍数很大，用几十到一二百毫安电流，两到三伏的电压可以控制几十安、千毫伏的工作电流电压，换句话说，它的功率放大倍数可以达到数十万倍以上。由于元件的功率增益可以做得很大，所以在许多晶体管放大器功率达不到的场合，它可以发挥作用。从电能的变化与调节方面看，它可以实现交流一直流、直流一交流、交流一交流、直流一直流以及变频等各种电能的变换和大小的控制。
晶闸管的结构
晶闸管是一种具有三个PN 结、三个电极（阳极A 、阴极K 和控制极或称为门极 G）的PNPN四层半导体器件。下图是晶闸管内部管芯结构图。
晶闸管的工作原理
为了说明为了说明晶闸管的工作原理，可将晶闸管等效地看成由PNP和NPN型两个三极管连接而成，每个三极管基极与另一个三极管的集电极相连，如图所示，阳极a相当于PNP型三极管T2的发射极，阴极k相当于NPN型I三极管的发射极。
如电路图连接所示，在晶闸管阳极a和阴极k之间加正向电压，同时在控制极g和阴极k之间也加正向电压时，则可使晶闸管导通。
控制极的作用只是使晶闸管触发导通，而导通后，控制极就失去了控制作用，所以控制极g又称做门极。阳极电流减少到小于某一数值时，晶闸管就不能维持正反馈过程而变为关断，此时称为正向阻断；如果在阳极和阴极之间加反向电压时，晶闸管亦不可导通，称为反向阻断。
晶闸管的导通条件为:(1)在阳极和阴极间加正向电压；(2)在控制极和阴极间加正向触发电压；(3)阳极电流不小于维持电流。
晶闸管的伏安特性曲线
(1)正向特性
当U>0时对应的曲线呈正向特性。由图可看出,晶闸管的正向特性可分为阻断状态OA段和导通状态BC段两个部分。
（2）反向特性
当U<0时，对应的曲线称为反向特性晶闸管的反向特性与二极管相似，此时，晶闸管状态与控制极上是否加触发电压无关。
主要参数为：
1. 正向转折电压Ub0
控制极开路、额定结温条件下，在晶闸管的阳极与阴极加正弦半波正向电压，元件由正向阻断转向导通状态所对应的电压峰值，称为正向转折电压UbO。
2. 反向转折电压URSM
控制极开路、额定结温条件下，晶闸管阳极与阴极间加反向阳压，元件从反向阻断路向击穿状态时的反向电压值称为反向转折电压U RSM
3、正向重复峰值电压UFM
0.8Ub0值称为正向重复峰值电压。它的本意是在控制极开路、额定结温条件下，允许重复加于晶闸管的正向电压峰值。
4、反向重复峰值电压URM
0.8URSM 值称为反向重复峰值电压。它的本意是在控制极开路、额定结温条件下，允许重复加于晶闸管的反向电压峰值。
5、额定电压
取U FM 和URM 中的最小者为标注在晶闸管上的额定电压值（由于晶闸管的Ub0 和 U RSM 具有对称性，所以UFM 和URM 亦有对称性）为安全，在使用一般取额定电压是正常工作电压峰值的 2~3 倍。
6、额定正向平均电流I F
在标准散热条件、规定的环境温度条件下，允许连续通过晶闸管的工频正弦半波电流平均值称为额定平均电流IF。为使用中不使晶闸管过热，一般取I F是正常平均电流的1.5~2 倍。7、维持电流IH控制极开路、维持晶闸管导通的最小电流称为维持电流。小于此值时晶闸管将自行关断。
8、浪涌电流IH
元件在通态平均电流稳定工作后，在工频正弦一个周波时间内，元件所能承受的过载峰值电流值。此时元件的结温不应超过规定的极限结温。
9、控制极触发电压UG 和触发电流IG
规定环境温度下，加一定阳压（一般用工频半波峰值电压为6V ）时，能使晶闸管从阻断到导通所需的最小控制极直流电压和直流值。一般UG 约为 1~5V ，IG约为几毫安至几百毫安。为使可靠触发，所加控制极触发电压和触发电流应适当大于标定值。
10、控制极反向电压UGR
规定结温条件下，控制极与阴极之间所能加的最大反向电压峰值称为控制极反向电压UGR 一般不得超过10V 。除此之外，还有反映晶闸管开关特性的开通时间ton、关断时间 toff 、通态电流上升率 di/dt 、断态电压上升率 du/dt 以及控制极不触发电压和不不触发电流等。
常见的晶闸管介绍
双向晶闸管：双向晶闸管是使用率较高的一种殊型晶闸管，它是一种NPNPN 型五层结构的半导体器件，其结构类似于两个反向并联的普通晶闸管，它没有确定的阳极和阴极，只将其控制极以外的两个电极称为主电极V1和V2 。它不仅能代替两只反极性并联的晶闸管，而且仅用一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。双向晶闸管广泛用于工业、交通、家电领域、实现交流调压、交流调速、交流开关、舞台调光和台灯调光等多种功能。此外，它还被用在固态继电器和固态接触电路中。
快速晶闸管：快速晶闸管的基本结构、伏安特性和普通晶闸管无甚差别，但因其制造工艺有所不同，器件的参数就不同。其主要特点是开关时间短，工作频率可达400HZ。有时把快速晶闸管中高频特性更好的、可以在10KHZ 以上频率工作的高频晶闸管。
可关断晶闸管：可关断晶闸管（GTO）是在其控制极加正向触发脉冲电流时晶闸管导通，而在其控制极加负脉冲电流时就能关断正在导能的晶闸管，所以这种晶闸管关断控制较为方便，其开关速度也快，作频率可达35KHZ 。它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，还具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。
光控晶闸管：光控晶闸管也是一种四层三端元件，不过其控制极不是由电脉冲触发，而是加一定的光照度时晶闸管就可导通。光控晶闸管具有很强的抗干扰能力、良好的高压绝缘性能和较高的瞬时过电压承受能力，因而被应用于高压直流输电(HDC)、静止无功功率补偿(SVC)等领域。
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