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晶闸管

一、晶闸管基础知识

晶闸管（Thyristor）：别名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）

是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电

领域。

特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐

压达数千伏）。

应用领域：

整流（交流直流）逆变（直流交流）

变频（交流交流）斩波（直流直流）

此外还可作无触点开关等。

1、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

图1可控硅等效图解图

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。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定

的条件才能转化，此条件见表1

表1可控硅导通和关断条件

状态条件说明

1、阳极电位高于是阴极电位

从关断到导通2、控制极有足够的正向电压和两者缺一不可

电流

1、阳极电位高于阴极电位

维持导通两者缺一不可

2、阳极电流大于维持电流

1、阳极电位低于阴极电位

从导通到关断任一条件即可

2、阳极电流小于维持电流

2、基本伏安特性

可控硅的基本伏安特性见图2

图2可控硅基本伏安特性

2.1反向特性

当控制极开路，阳极加上反向电压时（见图3），J2结正偏，但J1、J2结反偏。此时

只能流过很小的反向饱和电流，当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后，接差J3结

也击穿，电流迅速增加，图3的特性开始弯曲，如特性OR段所示，弯曲处的电压URO叫

“反向转折电压”。此时，可控硅会发生永久性反向击穿。

图3阳极加反向电压

2.2正向特性

当控制极开路，阳极上加上正向电压时（见图4），J1、J3结正偏，但J2结反偏，这

与普通PN结的反向特性相似，也只能流过很小电流，这叫正向阻断状态，当电压增加，图

3的特性发生了弯曲，如特性OA段所示，弯曲处的是UBO叫：正向转折电压

图4阳极加正向电压

由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后，J2结发生雪崩倍增效应，在结区产生大量的

电子和空穴，电子时入N1区，空穴时入P2区。进入N1区的电