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它是一种多层半导体器件，因此是其名称的“硅”部分。它需要一个门信号将其打开，即名称的“受控”部分，一旦打开，它的行为就像整流二极管，即名称的“整流器”部分。实际上，晶闸管的电路符号表明该器件的作用类似于受控整流二极管。

晶闸管符号

但是，与作为两层（PN）半导体器件的结二极管或作为三层（PNP或NPN）开关器件的常用双极晶体管不同，晶闸管是包含以下内容的四层（PNPN）半导体器件：三个PN结串联，并用如图所示的符号表示。
像二极管一样，晶闸管是一种单向器件，也就是说，它只能在一个方向上传导电流，但是与二极管不同，晶闸管可以制成开路开关或整流二极管，具体取决于晶闸管门被触发。换句话说，晶闸管只能在开关模式下运行，不能用于放大。
可控硅整流器SCR是三端双向可控硅（Triode AC），Diacs（Diode AC）和UJT（Unijunction Transistor）的几种功率半导体器件之一，它们都可以像非常快的固态AC开关一样工作，以控制较大的AC电压。和潮流。因此，对于电子专业的学生来说，这使得这些非常方便的固态设备可用于控制交流电动机，灯和相位控制。
晶闸管是一个三端设备，标记为：“阳极”，“阴极”和“门”，由三个PN结组成，可以以极快的速率将其接通和断开，也可以将其接通。 “ ON”表示半周期内可变的时间长度，以向负载提供选定的功率。晶闸管的工作方式可以最好地说明，假设它由两个背对背连接的晶体管组成，如图所示，它们是一对互补的再生开关。
晶闸管两个晶体管的类比

两个晶体管的等效电路示出了NPN晶体管的集电极电流TR 2直接供给到所述PNP晶体管的基极TR 1，而集电极电流TR 1进料进入的基TR 2。当每个晶体管从另一个的集电极-****极电流中获取其基极-****极电流时，这两个相互连接的晶体管相互依赖导通。因此，直到存在一个晶体管的基极电流，即使存在阳极到阴极的电压，也不会发生任何事情。
当晶闸管阳极端子相对于阴极为负时，中心NP结正向偏置，但两个外部PN结反向偏置，其行为与普通二极管非常相似。因此，晶闸管阻断了反向电流的流动，直到在某个高电压电平上超过了两个外部结的击穿电压点，并且晶闸管导通而不施加栅极信号。
这是晶闸管的重要负特性，因为晶闸管可能会因反向过电压以及高温或快速上升的dv / dt电压（例如尖峰）而无意中触发导通。
如果将阳极端子相对于阴极设为正，则两个外部PN结现在正向偏置，但中心NP结反向偏置。因此，正向电流也被阻止。如果将正电流注入到NPN晶体管TR 2的基极中，则所得的集电极电流在晶体管TR 1的基极中流动。这进而导致集电极电流在PNP晶体管TR 1中流动，从而增加TR 2的基极电流，依此类推。

典型晶闸管

当两个晶体管连接在一个不停止的再生反馈环路中时，它们相互之间迅速迫使彼此导通至饱和。一旦被触发导通，在阳极和阴极之间流经器件的电流仅受外部电路的电阻限制，因为器件导通时的正向电阻可能非常低，小于1Ω，因此其两端的电压降而且功率损耗也很低。
然后我们可以看到，晶闸管在“ OFF”状态下阻断了交流电源的两个方向的电流，并且可以通过向晶体管的基极施加正电流而将其“导通”并使其像普通的整流二极管一样工作。 ，TR 2，对于可控硅整流器称为“门”端子。
硅可控整流器的工作电压-电流IV特性曲线如下：
晶闸管IV特性曲线

• 晶闸管是只能在开关模式下工作的半导体器件。

• 晶闸管是电流驱动的器件，较小的栅极电流控制较大的阳极电流。

• 仅在正向偏置且触发电流施加到栅极时传导电流。

• 晶闸管一旦被触发“ ON”，其作用就如同整流二极管。

• 阳极电流必须大于保持电流以保持导通。

• 无论是否施加栅极电流，反向偏置时均会阻止电流流动。

• 一旦触发“ ON”，即使不再施加栅极电流（如果阳极电流高于锁存电流），也会被锁存为“ ON”。