晶閘管又稱可控硅，是硅晶體閘流管的簡稱。是一種大功率半導體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導體器件由弱電領域擴展到強電領域。利用其整流可控特性可方便地對大功率電源進行控制和變換。它具有體積小、重量輕、耐壓高、容量大、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。晶閘管(可控硅SCR)

晶閘管也像半導體二極管那樣具有單向?qū)щ娦?，但它的導通時間是可控的（可控硅），主要用于整流、逆變、調(diào)壓及開關等方面。它有普通型、雙向型和可關斷型等。使用維護簡單、控制靈敏等優(yōu)點，所以在生產(chǎn)上得到了廣泛的應用。晶閘管的主要用途有：(1)可控整流。把交流電變換為大小可調(diào)的直流電稱為可控整流。例如，直流電動機調(diào)壓調(diào)速，電解、電鍍電源均可采用可控整流供電。(2)有源逆變。有源逆變是指把直流電變換成與電網(wǎng)同頻率的交流電，并將電能返送給交流電源。例如,目前采用的高壓輸電工程，將三相交流電先變換成高壓直流電，再進行遠距離的輸送，到目的地后，再利用有源逆變技術把直流電變成與當?shù)仉娋W(wǎng)同頻率的交流電供給用戶。(3)交流調(diào)壓。交流調(diào)壓是指把不變的交流電壓變換成大小可調(diào)的交流電壓。例如，用于燈光控制、溫度控制及交流電動機的調(diào)壓調(diào)速。(4)變頻器。把某一頻率的交流電變換成另一頻率的交流電的設備稱為變頻器。例如,晶閘管中頻電源、停電電源（UPS）、異步電動機變頻調(diào)速中均含有變頻器。(5)無觸點功率開關。用晶閘管可組成無觸點功率開關取代接觸器、繼電器，適用于操作頻繁的場合。例如，可用于控制電動機的正反轉和防爆、防火的場合。晶閘管包括普通晶閘管、雙向晶閘管、速晶閘管、可關斷晶閘管、光控晶閘管和逆導晶閘管等。由于普通晶閘管應用廣泛，故本章著重介紹普通晶閘管。1.1晶閘管結構晶閘管是具有三個PN結的四層結構,其外形、結構及符號如圖。G控制極K陰極G陽極

AP1P2N1N2四層半導體(c)結構KGA(b)符號(a)外形三個

PN

結晶閘管是用硅材料制成的半導體器件，它有三種結構形式：螺栓式、平板式和塑料封裝式。平板式又分為風冷平板式和水冷平板式。P1P2N1N2K

GA晶閘管相當于PNP和NPN型兩個晶體管的組合+KA

T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK

（1）晶閘管截止時，若uA>0,uG≤0，晶閘管仍然截止；（2）晶閘管截止時，若uA>0,uG>0,晶閘管由截止變?yōu)閷ǎ唬?）晶閘管導通時，若uA>0,uG≤0，晶閘管仍然導通；（4）晶閘管導通后，若uA≤0，或者陽極iA小于某一很小的電流IH（稱為維持電流）時，晶閘管由導通變?yōu)榻刂?。晶閘管導電實驗＋－EA－＋EGS晶閘管導通條件1.晶閘管陽極電路(陽極與陰極之間)施加正向電壓。2.晶閘管控制電路(控制極與陰極之間)加正向電壓或正向脈沖(正向觸發(fā)電壓)。

晶閘管導通后，控制極便失去作用。

依靠正反饋，晶閘管仍可維持導通狀態(tài)。晶閘管關斷條件

1.必須使可控硅陽極電流減小,直到正反饋效應不能維持。

2.將陽極電源斷開或者在晶閘管的陽極和陰極間加反相電壓。晶閘管應用

2.1可控整流io+–+–T1T2RLuoD1D2au1u2+–b+_1.電路

兩橋臂為晶閘管，另兩個為二極管，故為單相半控橋式整流電路。

在實際生產(chǎn)中，很多設備需要大小可調(diào)的直流電，例如，電解、電鍍、電焊等設備。由晶閘管組成的可控整流電路可以把交流電變成直流電，達到直流電源輸出電壓可調(diào)的目的。3.工作波形ttO2tOαπ+ααθ

uO為一個不完整的全波脈動電壓，它相當于從完整的脈動電壓上切去了α前的一塊。α越大，uO平均值越小。α為在正向陽極作用下開始導通的角度，稱為控制角。α=0即為交流開關。

θ為晶閘管在一個周期內(nèi)導通的范圍，稱為導通角。4.輸出電壓及電流的平均值2.2雙向晶閘管及其交流調(diào)壓1.特點：相當于兩個晶閘管反向并聯(lián)，兩者共用一個控制極。2.符號：通過控制電壓的控制可實現(xiàn)雙向?qū)??？刂茦O第一電極第二電極A1A2G

雙向晶閘管和普通晶閘管一樣，也有塑料封裝型、螺栓型和平板壓接型等幾種不同的結構。塑料封裝型元件的電流容量只有幾安培，目前，臺燈調(diào)光、家用風扇調(diào)速多用此種形式，螺栓式電流容量為幾十安培，大功率雙向晶閘管元件都是平板壓接型結構。4.交流調(diào)壓電路在電源電壓正半周，ωt=α時，加控制電壓，晶閘管導通；電源電壓為零時截止；在電源電壓負半周，ωt=π＋α時，加控制電壓，晶閘管導通……A1A2G＋－uo～tOαα2α2.3可關斷晶閘管及其直流調(diào)壓1.特點：2.符號：可關斷晶閘管的觸發(fā)導通與普通晶閘管相同。不同之處在于：普通晶閘管在導通后，控制極不再起作用，只有在陽極電壓為零時，晶閘管才會關斷（截止）。而可關斷晶閘管在uA＞0,uG＞0時，由截止變?yōu)閷?，而在uA＞0,uG＜0時，即加負脈沖控制電壓時，晶閘管由由導通變?yōu)榻刂埂GA3.直流調(diào)壓（直流斬波）：tO＋－UKAG＋－uotwT

U為直流電壓