導讀可控硅(SiliconControlledRectifier)簡稱SCR，是一種大功率電器元件，也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系....

可控硅(Silicon Controlled Rectifier) 簡稱SCR，是一種大功率電器元件，也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中，可作為大功率驅動器件，實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統中得到了廣泛的應用。

可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅，簡稱TRIAC。雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接，這種可控硅具有雙向導通功能。其通斷狀態由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負脈沖)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優點是控制電路簡單，沒有反向耐壓問題，因此特別適合做交流無觸點開關使用。

晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡稱，又可稱做可控硅整流器，以前被簡稱為可控硅；1957年美國通用電器公司開發出世界上第一晶閘管產品，并于1958年使其商業化；晶閘管是PNPN四層半導體結構，它有三個極：陽極，陰極和門極；晶閘管工作條件為：加正向電壓且門極有觸發電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開關型半導體器件，在電路中用文字符號為“V”、“VT”表示（舊標準中用字母“SCR”表示）。晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。

可控硅（晶閘管）的術語

術語

IT(AV)--通態平均電流

VRRM--反向重復峰值電壓IDRM--斷態重復峰值電流

ITSM--通態一個周波不重復浪涌電流

VTM--通態峰值電壓

IGT--門極觸發電流

VGT--門極觸發電壓

IH--維持電流

dv/dt--斷態電壓臨界上升率

di/dt--通態電流臨界上升率

Rthjc--結殼熱阻

ⅥSO--模塊絕緣電壓

Tjm--額定結溫

VDRM--通態重復峰值電壓

IRRM--反向重復峰值電流

IF(AV)--正向平均電流

PGM--門極峰值功率

PG----門極平均功率

可控硅（晶閘管）的參數與用途

主要參數

電流

⒈ 額定通態電流(IT)即最大穩定工作電流，俗稱電流。常用可控硅的IT一般為一安到幾十安。

⒉反向重復峰值電壓(VRRM)或斷態重復峰值電壓(VDRM)，俗稱耐壓。常用可控硅的VRRM/VDRM一般為幾百伏到一千伏。

⒊ 控制極觸發電流(IGT)，俗稱觸發電流。常用可控硅的IGT一般為幾微安到幾十毫安。

4，在規定環境溫度和散熱條件下，允許通過陰極和陽極的電流平均值

封裝形式

常用可控硅的封裝形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220ABC、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252、SOT-23、SOT23-3L等

用途

普通晶閘管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管，就可以構成可控整流電路。以最簡單的單相半波可控整流電路為例，在正弦交流電壓U2的正半周期間，如果VS的控制極沒有輸入觸發脈沖Ug，VS仍然不能導通，只有在U2處于正半周，在控制極外加觸發脈沖Ug時，晶閘管被觸發導通。畫出它的波形(c)及(d)，只有在觸發脈沖Ug到來時，負載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來得早，晶閘管導通的時間就早;Ug到來得晚，晶閘管導通的時間就晚。通過改變控制極上觸發脈沖Ug到來的時間，就可以調節負載上輸出電壓的平均值UL。在電工技術中，常把交流電的半個周期定為180°，稱為電角度。這樣，在U2的每個正半周，從零值開始到觸發脈沖到來瞬間所經歷的電角度稱為控制角α;在每個正半周內晶閘管導通的電角度叫導通角θ。很明顯，α和θ都是用來表示晶閘管在承受正向電壓的半個周期的導通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或導通角θ，改變負載上脈沖直流電壓的平均值UL，實現了可控整流。

1:小功率塑封雙向可控硅通常用作聲光控燈光系統。額定電流:IA小于2A。

2:大;中功率塑封和鐵封可控硅通常用作功率型可控調壓電路。像可調壓輸出直流電源等等。

3:大功率高頻可控硅通常用作工業中;高頻熔煉爐等。

可控硅（晶閘管）的電流電壓變化

1、柵極上的噪聲電平

在有電噪聲的環境中，如果柵極上的噪聲電壓超過VGT，并有足夠的柵電流激發可控硅(晶閘管)內部的正反饋，則也會被觸發導通。

應用安裝時，首先要使柵極外的連線盡可能短。當連線不能很短時，可用絞線或屏蔽線來減小干擾的侵入。在然后G與MT1之間加一個1KΩ的電阻來降低其靈敏度，也可以再并聯一個100nf的電容，來濾掉高頻噪聲。

2、關于轉換電壓變化率

當驅動一個大的電感性負載時，在負載電壓和電流間有一個很大的相移。當負載電流過零時，雙向可控硅(晶閘管)開始換向，但由于相移的關系，電壓將不會是零。所以要求可控硅(晶閘管)要迅速關斷這個電壓。如果這時換向電壓的變化超過允許值時，就沒有足夠的時間使結間的電荷釋放掉，而被迫使雙向可控硅(晶閘管)回到導通狀態。

為了克服上述問題，可以在端子MT1和MT2之間加一個RC網絡來限制電壓的變化，以防止誤觸發。一般，電阻取100R，電容取100nF。值得注意的是此電阻不能省掉。

3、關于轉換電流變化率

當負載電流增大，電源頻率的增高或電源為非正弦波時，會使轉換電流變化率變高，這種情況最易在感性負載的情況下發生，很容易導致器件的損壞。此時可以在負載回路中串聯一只幾毫亨的空氣電感。

4、關于可控硅(晶閘管)開路電壓變化率DVD/DT

在處于截止狀態的雙向可控硅(晶閘管)兩端加一個小于它的VDFM的高速變化的電壓時，內部電容的電流會產生足夠的柵電流來使可控硅(晶閘管)導通。這在高溫下尤為嚴重，在這種情況下可以在MT1和MT2間加一個RC緩沖電路來限制VD/DT，或可采用高速可控硅(晶閘管)。

5、關于連續峰值開路電壓VDRM

在電源不正常的情況下，可控硅(晶閘管)兩端的電壓會超過連續峰值開路電壓VDRM的最大值，此時可控硅(晶閘管)的漏電流增大并擊穿導通。如果負載能允許很大的浪涌電流，那么硅片上局部的電流密度就很高，使這一小部分先導通。導致芯片燒毀或損壞。另外白熾燈，容性負載或短路保護電路會產生較高的浪涌電流，這時可外加濾波器和鉗位電路來防止尖峰(毛刺)電壓加到雙向可控硅(晶閘管)上。

可控硅（晶閘管）的測試方式

鑒別

可控硅從外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三種，螺旋式的應用較多。可控硅有三個電極---陽極(A)陰極(C)和控制極(G)。它有管芯是P型導體和N型導體交迭組成的四層結構，共有三個PN結。可控硅和只有一個PN結的硅整流二極度管在結構上迥然不同。可控硅的四層結構和控制極的引用，為其發揮"以小控大"的優異控制特性奠定了基礎。在應用可控硅時，只要在控制極加上很小的電流或電壓，就能控制很大的陽極電流或電壓。電流容量達幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。

電壓測方法

可控硅為什么其有"以小控大"的可控性呢?下面我們用圖表-27來簡單分析可控硅的工作原理。

首先，可以把從陰極向上數的第一、二、三層看面是一只NPN型號晶體管，而二、三四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用。當在陽極和陰極之間加上一個正向電壓Ea，又在控制極G和陰極C之間(相當BG1的基一射間)輸入一個正的觸發信號，BG1將產生基極電流Ib1，經放大，BG1將有一個放大了β1倍的集電極電流IC1。因為BG1集電極與BG2基極相連，IC1又是BG2的基極電流Ib2。BG2又把比Ib2(Ib1)放大了β2的集電極電流IC2送回BG1的基極放大。如此循環放大，直到BG1、BG2完全導通。實際這一過程是"一觸即發"的過程，對可控硅來說，觸發信號加入控制極，可控硅立即導通。導通的時間主要決定于可控硅的性能。

可控硅一經觸發導通后，由于循環反饋的原因，流入BG1基極的電流已不只是初始的Ib1，而是經過BG1、BG2放大后的電流(β1*β2*Ib1)這一電流遠大于Ib1，足以保持BG1的持續導通。此時觸發信號即使消失，可控硅仍保持導通狀態只有斷開電源Ea或降低Ea，使BG1、BG2中的集電極電流小于維持導通的最小值時，可控硅方可關斷。當然，如果Ea極性反接，BG1、BG2由于受到反向電壓作用將處于截止狀態。這時，即使輸入觸發信號，可控硅也不能工作。反過來，Ea接成正向，而觸動發信號是負的，可控硅也不能導通。另外，如果不加觸發信號，而正向陽極電壓大到超過一定值時，可控硅也會導通，但已屬于非正常工作情況了。

可控硅這種通過觸發信號(小的觸發電流)來控制導通(可控硅中通過大電流)的可控特性，正是它區別于普通硅整流二極管的重要特征。

普通可控硅的三個電極可以用萬用表歐姆擋R×100擋位來測。大家知道，晶閘管G、K之間是一個PN結(a)，相當于一個二極管，G為正極、K為負極，所以，按照測試二極管的方法，找出三個極中的兩個極，測它的正、反向電阻，電阻小時，萬用表黑表筆接的是控制極G，可以用剛才演示用的示教板電路。接通電源開關S，按一下按鈕開關SB，燈泡發光就是好的，不發光就是壞的。

測量方法

鑒別可控硅三個極的方法很簡單，根據P-N結的原理，只要用萬用表測量一下三個極之間的電阻值就可以。

陽極與陰極之間的正向和反向電阻在幾百千歐以上，陽極和控制極之間的正向和反向電阻在幾百千歐以上(它們之間有兩個P-N結，而且方向相反，因此陽極和控制極正反向都不通)。

控制極與陰極之間是一個P-N結，因此它的正向電阻大約在幾歐-幾百歐的范圍，反向電阻比正向電阻要大。可是控制極二極管特性是不太理想的，反向不是完全呈阻斷狀態的，可以有比較大的電流通過，因此，有時測得控制極反向電阻比較小，并不能說明控制極特性不好。另外，在測量控制極正反向電阻時，萬用表應放在R*10或R*1擋，防止電壓過高控制極反向擊穿。

若測得元件陰陽極正反向已短路，或陽極與控制極短路，或控制極與陰極反向短路，或控制極與陰極斷路，說明元件已損壞。

可控硅是可控硅整流元件的簡稱，是一種具有三個PN結的四層結構的大功率半導體器件。實際上，可控硅的功用不僅是整流，它還可以用作無觸點開關以快速接通或切斷電路，實現將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電，等等。可控硅和其它半導體器件一樣，其有體積小、效率高、穩定性好、工作可靠等優點。它的出現，使半導體技術從弱電領域進入了強電領域，成為工業、農業、交通運輸、軍事科研以至商業、民用電器等方面爭相采用的元件。

單向晶閘管的特點和工作原理

單向晶閘管很像一只二極管，但比二極管多了一個控制極G，它的導通可以控制。

實驗?晶閘管導電實驗

（1）步驟：

1）按圖所示，在電路板上接好電路圖。

2）合上S1，斷開S2，此時，燈亮/不亮。（不亮）

3）將S1合上，S2也合上，此時，燈亮/不亮。（亮）

4）將S2斷開，燈熄滅/不熄滅。（不熄滅）

5）斷開S1，此時，燈熄滅。

6）將晶閘管反接，無論S1、S2斷開還是閉合，燈總是不亮/亮。（不亮）

（2）實驗結論：

1）導通條件：

① 晶閘管A、K之間正向偏壓。

② 晶閘管G、K之間也必須正向偏壓。

2）晶閘管導通后，降低或去掉控制極電壓時，晶閘管仍然導通（UGK失效）。

3）導通后的晶閘管要關斷時，必須減小其陽極電流，使其小于晶閘管的某一個電流值。

（3）工作原理

1）晶閘管具有弱電觸發信號控制強電（IAK）的作用。

2）單向晶閘管的特點是由它的內部結構決定，從等效電路中可知，

① 可視為由NPN晶體管和PNP晶體管組成。

② A和K之間加正向電壓，V1、V2不導通，晶閘管關斷。

晶閘管導通時，總壓降約為1 V左右。

單向晶閘管主要參數

（1）額定正向平均電流

定義：在規定的環境溫度和散熱條件下，允許通過陽極和陰極之間的電流平均值。

（2）維持電流

定義：在規定的環境溫度、控制極斷開的條件下，保證晶閘管處于導通狀態所需要的最小正向電流，一般為幾毫安至幾十毫安。

（3）控制極觸發電壓和電流

定義：在環境溫度及一定的正向電壓條件下，使晶閘管從關斷到導通，控制極所需的最小正向電壓和電流。一般情況下，小功率晶閘管觸發電壓約為1 V左右，觸發電流零點幾毫安至幾毫安，中功率以上晶閘管觸發電壓約為幾伏至幾十伏，電流為幾毫安至幾百毫安。

（4）正向轉折電壓

控制極關斷，使晶閘管擊穿的陽極和陰極所加的電壓。

（5）反向阻值峰值電壓

這是安全工作的最大電壓，一般晶閘管的額定電壓就是指峰值電壓。

三端雙向可控硅

三端雙向可控硅,三端雙向可控硅是什么意思

雙向可控硅又稱為雙向晶閘管 普通晶閘管(VS)實質上屬于直流控制器件。要控制交流負載，

必須將兩只晶閘管反極性并聯，讓每只SCR控制一個半波，

為此需兩套獨立的觸發電路，使用不夠方便。 雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎上發展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯的晶閘管，而且僅需一個觸發電路，是目前比較理想的交流開關器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關之意。

答案補充

下圖是雙向可控硅的結構；

答案補充

雙向可控硅（晶閘管）結構原理：雙向可控硅具有兩個方向輪流導通、關斷的特性。雙向可控硅實質上是兩個反并聯的單向可控硅，是由NPNPN五層半導體形成四個PN結構成、有三個電極的半導體器件

。由于主電極的構造是對稱的（都從N層引出），所以它的電極不像單向可控硅那樣分別叫陽極和陰極，而是把與控制極相近的叫做第一電極A1，另一個叫做第二電極A2。

雙向可控硅的主要缺點是承受電壓上升率的能力較低。這是因為雙向可控硅在一個方向導通結束時，硅片在各層中的載流子還沒有回到截止狀態的位置，必須采取相應的保護措施。雙向可控硅元件主要用于交流控制電路，如溫度控制、燈光控制、防爆交流開關以及直流電機調速和換向等電路。

用萬用表電阻R*1Ω擋，用紅、黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻，結果其中兩組讀數為無窮大。若一組為數十歐姆時，該組紅、黑表所接的兩引腳為第一陽極A1和控制極G，另一空腳即為第二陽極A2。確定A1、G極后，再仔細測量A1、G極間正、反向電阻，讀數相對較小的那次測量的黑表筆所接的引腳為第一陽極A1，紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定的第二陽極A2，紅表筆接第一陽極A1，此時萬用表指針不應發生偏轉，阻值為無窮大。再用短接線將 A2、G極瞬間短接，給G極加上正向觸發電壓，A2、A1間阻值約10歐姆左右。隨后斷開A2、G間短接線，萬用表讀數應保持10歐姆左右。互換紅、黑表筆接線，紅表筆接第二陽極A2，黑表筆接第一陽極A1。同樣萬用表指針應不發生偏轉，阻值為無窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接，給G極加上負的觸發電壓，A1、A2間的阻值也是10歐姆左右。隨后斷開A2、G極間短接線，萬用表讀數應不變，保持在10歐姆左右。符合以上規律，說明被測雙向可控硅未損壞且三個引腳極性判斷正確

可控硅的工作原理是什么？

可控硅在自動控制控制，機電領域，工業電氣及家電等方面都有廣泛的應用。可控硅是一種有源開關元件，平時它保持在非道通狀態，直到由一個較少的控制信號對其觸發或稱“點火”使其道通，一旦被點火就算撤離觸發信號它也保持道通狀態，要使其截止可在其陽極與陰極間加上反向電壓或將流過可控硅二極管的電流減少到某一個值以下。可控硅二極管可用兩個不同極性（P-N-P和N-P-N）晶體管來模擬，如圖G1所示。當可控硅的柵極懸空時，BG1和BG2都處于截止狀態，此時電路基本上沒有電流流過負載電阻RL，當柵極輸入一個正脈沖電壓時BG2道通，使BG1的基極電位下降，BG1因此開始道通，BG1的道通使得BG2的基極電位進一步升高，BG1的基極電位進一步下降，經過這一個正反饋過程使BG1和BG2進入飽和道通狀態。電路很快從截止狀態進入道通狀態，這時柵極就算沒有觸發脈沖電路由于正反饋的作用將保持道通狀態不變。如果此時在陽極和陰極加上反向電壓，由于BG1和BG2均處于反向偏置狀態所以電路很快截止，另外如果加大負載電阻RL的阻值使電路電流減少BG1和BG2的基電流也將減少，當減少到某一個值時由于電路的正反饋作用，電路將很快從道通狀態翻轉為截止狀態，我們稱這個電流為維持電流。在實際應用中，我們可通過一個開關來短路可控硅的陽極和陰極從而達到可控硅的關斷。

來源：網絡、工業科普、電器百科、電氣百科等綜合整理