晶闸管的作用及其工作原理分析

晶闸管，是由美国通用电气公司研发出来的，并且已经被美国通用电气公司在1958年商业化了。晶闸管的全称晶体闸流管，又叫做可控硅整流器，以往叫做可控硅，是世界第一款晶闸管产品。晶闸管有三个极，分别为门机、阳极和阴极，能在工作在高电压、大电流的环境。那么，晶闸管的原理和作用是什么呢？下面就由小编带你去了解一下吧。

晶闸管的作用

晶闸管是一种可控硅的整流器件。可以实现用小电压小电流来控制大电压电流，主要起到开关作用，与二极管相比，不同之处是正向导通首控制极电流控制。

在控制端给个触发脉冲后，就导通，可以通过交流电流，电流可以从小电流到几千安培以上在交流电压过零反向时，晶闸管自行关断，需要再次给触发脉冲，才能再次导通控制触发脉冲的发出时间，从过零开始算起，也称为控制触发角，就可以控制导通的平均电流的大小，从而起到以小信号控制大电流的目的，这就是晶闸管的作用。

晶闸管的工作原理

晶闸管T在工作过程中，它的阳极(A)和阴极(K)与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。

　　晶闸管的工作条件：

1.晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态

2.晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性.

3.晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。

4.晶闸管在导通情况下，当主回路电压(或电流)减小到接近于零时，晶闸管关断。

全控型晶闸管的工作条件：

1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。

2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压(或电流)的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态。

3. 一旦晶闸管开始导通，它就被钳住在导通状态，而此时门极电流可以取消。晶闸管不能被门极关断，像一个二极管一样导通，直到电流降至零和有反向偏置电压作用在晶闸管上时，它才会截止。当晶闸管再次进入正向阻断状态后，允许门极在某个可控的时刻将晶闸管再次触发导通。

好了，以上就是晶闸管作用以及工作原理啦。相信对于平常时不了解晶闸管的朋友现在也有一定的了解了。其实晶闸管不但有单向导电性，还有比硅整流元件更强的可控性。而且，晶闸管具有小功率控制大功率、效率高、无火花、成本低反应快等优点。但是晶闸管的缺点是过载能力过弱，很容易被干扰误导通。所以，晶闸管广泛以用于变频装置、直流边交流的逆变装置、交流电变直流电的顺变装置等等。

晶闸管是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流管（SCR），以前被简称为可控硅。晶闸管能够通过信号控制其导通，但不能控制其关断，所以称为半控型器件。晶闸管这个名称往往专指晶闸管的一种基本类型一普通晶闸管。但从广义上讲，晶闸管还包括许多派生器件，如双向晶闸管（TRIAC）、快速晶闸管（FST）、逆导型晶闸管（RCT）和光控晶闸管（LTT）等。

一、晶闸管的结构

目前大功率晶闸管常用的外形结构有螺栓式和平板式，它具有三个PN结的四层结构，其外形、结构和图形符号如图所示。

晶闸管内部是PNPN四层半导体结构，分别命名为P1、N1、P2、N2四个区。由最外的P层和N层引出的两个电极，分别为阳极A和阴极K，由中间的P2层引出的电极是门极G（也称控制极）。四个区形成J1、J2、J3三个PN结。因此，晶闸管可以用三个PN结串联来等效，如图8-2所示晶闸管的国际通用名称为Thyristor，简写为VT。

晶闸管是电力电子器件，在工作过程中会因损耗而发热，因此必须安装散热器。对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，做成螺栓状是为了能与散热器紧密连接且安装方便，通过阳极（螺栓）拧紧在铝制散热器上，为自然冷却；平板式晶闸管则由两个相互绝缘的散热器夹紧晶闸管，靠冷风冷却。

平板式两面散热效果好，额定电流大于200A的晶闸管都采用平板式结构。此外还可以通过水冷、油冷等冷却方式进行冷却。

二、晶闸管的工作原理

通过如图所示电路做一个简单的实验，来说明晶闸管的工作原理。由电源Us、白炽灯、晶闸管的阳极、阴极组成晶闸管主电路。电源Uc、开关S、晶闸管门极和阴极组成控制电路也称触发电路。

当晶闸管的阳极A接电源Us的正端。阴极K经白炽灯接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。当控制电路中开关S断开时，白炽灯不亮，说明晶闸管不导通。

当晶闸管的阳极和阴极承受正向电压，控制电路中开关S闭合，使控制极也加正向电压，（控制极相对阴极间的电压）。这时白炽灯亮，说明晶闸管导通。

当品闸管导通后，将控制极上的电压去掉（即将开美S断开），白炽灯依然亮。说明一旦晶闸管导通后，控制极就失去控制作用。

当品闸管的阳极和阴极间加反向电压，不管控制极加不加电压，灯都不亮，此时晶闸管截止。如果控制极加反向电压，无论品闸管主电路加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。

通过上述实验结果得出如下结论。

（1）欲使晶闸管导通必须同时具备两个条件：

①晶闸管的阳极A和阴极K之间加上正向电压，②品闸管的门极G与阴极K之间也加上合适的正向电压和电流。

（2）晶闸管一旦导通后，门极就失去控制作用，故晶闸管为半控型器件。

（3）为使晶闸管关断，必须使其阳极A电流降低到零或某一数值以下，这可以采用将阳极A电压减少到零或者给阳极施加反向电压。

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晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又被称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电气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，阴极和控制极； 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。

工作原理：

晶闸管在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。

晶闸管为半控型电力电子器件，它的工作条件如下：

1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。

2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。

3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。

4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。

参考百科词条：晶闸管

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