晶闸管

　　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。

　　晶闸管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。

　　晶闸管分为单向的和双向的，符号也不同。单向晶闸管有三个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。

　　单向晶闸管有其独特的特性：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。

　　双向晶闸管的引脚多数是按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。 与单向晶闸管的区别是，双向晶闸管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。而单向晶闸管经触发后只能从阳极向阴极单方向导通，所以晶闸管有单双向之分。

　　电子制作中常用晶闸管，单向的有MCR－100等，双向的有TLC336等。

　　这是TLC336的样子：

向强电冲击的先锋—晶闸管 　　晶闸管是晶闸管整流元件的简称，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，晶闸管的功用不仅是整流，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。晶闸管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。 　　 1. 晶闸管的结构和特性 晶闸管从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种。螺旋式的应用较多。 晶闸管有三个电极——阳极（A）阴极（C）和控制极（G）。它有管芯是P 型导体和N 型导体交迭组成的四层结构，共有三个PN 结。 晶闸管和只有一个PN 结的硅整流二极度管在结构上迥然不同。晶闸管的四层结构和控制极的引用，为其发挥“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。在应用晶闸管时，只要在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的晶闸管元件。一般把5安培以下的晶闸管叫小功率晶闸管，50安培以上的晶闸管叫大功率晶闸管。 晶闸管为什么其有“以小控大”的可控性呢？ 首先，我们可以把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只NPN 型号晶体管，而二、三四层组成另一只PNP 型晶体管。其中第二、第三层为两管交迭共用。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压Ea ，又在控制极G和阴极C之间（相当BG1 的基一射间）输入一个正的触发信号，BG1 将产生基极电流Ib1 ，经放大，BG1 将有一个放大了β1 倍的集电极电流IC1 。因为BG1 集电极与BG2 基极相连，IC1 又是BG2 的基极电流Ib2 。BG2 又把比Ib2 （Ib1 ）放大了β2 的集电极电流IC2 送回BG1 的基极放大。如此循环放大，直到BG1 、BG2 完全导通。实际这一过程是“一触即发”的过程，对晶闸管来说，触发信号加入控制极，晶闸管立即导通。导通的时间主要决定于晶闸管的性能。 晶闸管一经触发导通后，由于循环反馈的原因，流入BG1 基极的电流已不只是初始的Ib1 ，而是经过BG1 、BG2 放大后的电流（β1 *β2 *Ib1 ）这一电流远大于Ib1 ，足以保持BG1 的持续导通。此时触发信号即使消失，晶闸管仍保持导通状态只有断开电源Ea 或降低Ea ，使BG1 、BG2 中的集电极电流小于维持导通的最小值时，晶闸管方可关断。当然，如果Ea 极性反接，BG1 、BG2 由于受到反向电压作用将处于截止状态。这时，即使输入触发信号，晶闸管也不能工作。反过来，Ea 接成正向，而触动发信号是负的，晶闸管也不能导通。另外，如果不加触发信号，而正向阳极电压大到超过一定值时，晶闸管也会导通，但已属于非正常工作情况了。 晶闸管这种通过触发信号（小的触发电流）来控制导通（晶闸管中通过大电流）的可控特性，正是它区别于普通硅整流二极管的重要特征。 　　2. 晶闸管的主要参数 　　晶闸管的主要参数有： (1) 额定通态平均电流IT在一定条件下，阳极---阴极间可以连续通过的50赫兹正弦半波电流的平均值。 (2) 正向阻断峰值电压VPF 在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导能电压时，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。晶闸管承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。 (3) 反向阴断峰值电压VPR当晶闸管加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在晶闸管两端的反向峰值电压。使用时，不能超过手册给出的这个参数值。 (4) 控制极触发电流Ig1 、触发电压VGT在规定的环境温度下，阳极——阴极间加有一定电压时，晶闸管从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。 (5) 维持电流IH在规定温度下，控制极断路，维持晶闸管导通所必需的最小阳极正向电流。 近年来，许多新型晶闸管元件相继问世，如适于高频应用的快速晶闸管，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向晶闸管，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的晶闸管等等。