晶闸管包括普通晶闸管、双向晶闸管、 速晶闸 管、可关断晶闸管、光控晶闸管和逆导晶闸管等。由 于普通晶闸管应用广泛，故本章着重介绍普通晶闸管。
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）
1.1 晶闸管结构
晶闸管是具有三个 PN 结的四层结构 , 其外形、 结构及符号如图。
(4) 变频器。 把某一频率的交流电变换成另一 频率的交流电的设备称为变频器。例如 , 晶闸管中 频电源、 停电电源（ UPS ）、异步电动机变频调 速中均含有变频器。
(5) 无触点功率开关。 用晶闸管可组成无触点功 率开关取代接触器、继电器，适用于操作频繁的场合。 例如，可用于控制电动机的正反转和防爆、 防火的 场合。
晶闸管(可控硅SCR)
晶闸管又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。 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。利用 其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和 变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、 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）。
4.交流调压电路
在电源电压正半 周，ωt=α 时，加控 制电压，晶闸管导 通；电源电压为零 时截止；在电源电 压负半周， ωt=π ＋α时，加控制电 压，晶闸管导 通……
A2 ～
uo
O
?
α
α
A1
＋
G
uo
－
2?
?t
α
2.3可关断晶闸管及其直流调压
1.特点：
可关断晶闸管的触发导通与普通晶闸管相同。
不同之处在于：普通晶闸管在导通后，控制极不再
cosα 2
0.9U 2
IO
?
UO RL
2.2双向晶闸管及其交流调压
双向晶闸管和普通晶闸管一样，也有塑料封装
型、螺栓型和平板压接型等几种不同的结构。塑料
封装型元件的电流容量只有几安培，目前，台灯调
光、家用风扇调速多用此种形式，螺栓式电流容量
为几十安培，大功率双向晶闸管元件都是平板压接
型结构。
1.特点： 相当于两个晶闸管反向并
晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性， 但它的导通时间是可控的（可控硅），主要用于 整 流、逆变、调压及开关 等方面。它有普通型、双向 型和可关断型等。 使用维护简单、控制灵敏等优点， 所以在生产上得到了广泛的应用。
晶闸管的主要用途有： (1) 可控整流。 把交流电变换为大小可调的直流
电称为可控整流。例如，直流电动机调压调速，电 解、电镀电源均可采用可控整流供电。
＋
EA
－
S
EG
－＋
（3）晶闸管导通时，若 uA>0, uG≤0，晶闸管仍然 导通；
（4）晶闸管导通后，若 uA≤0，或者阳极 iA小于某 一很小的电流 IH（称为维持电流）时，晶闸管由导 通变为截止。
晶闸管导通条件
1. 晶闸管阳极电路 (阳极与阴极之间 )施加正向 电压。
2. 晶闸管控制电路 (控制极与阴极之间 )加正向 电压或正向脉冲 (正向触发电压 )。
a
+ u1
+
u2
–
T1
T2 RL
++uo
–
_
D1
D2 –
b
控制极上加上控
制电压时，它才 触发电压uG用尖脉冲电压，由
开始导通。
专门电路提供。可通过改变 α来调
节输出直流电压 UO的大小。
3.工作波形 u2
uO为一个 2?O
π+α
α?
?t
不完整的全 uG
波脉动电压，
?t
它相当于从 O
完整的脉动
u O
(2) 有源逆变。 有源逆变是指把直流电变换成与 电网同频率的交流电，并将电能返送给交流电源。例 如, 目前采用的高压输电工程，将三相交流电先变换 成高压直流电，再进行远距离的输送，到目的地后， 再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率 的交流电供给用户。
(3) 交流调压。 交流调压是指把不变的交流电压 变换成大小可调的交流电压。例如，用于灯光控制、 温度控制及交流电动机的调压调速。
电压上切去
?t
了α前的一块。
αθ
α 越大，uO平均值越小。 α为在正向阳极作用下开始导通的 角度，称为控制角。 α =0即为交流开关。
θ为晶闸管在一个周期内导通的范围，称为 导通角。
4.输出电压及电流的平均值
? U O
? U ο
?
?
1π 1ππα
πα
u2 d? t
2U 2 sin
?
t
d(?
t)
?
1?
起作用，只有在阳极电压为零时，晶闸管才会关断
（截止）。而可关断晶闸管
在uA＞0, uG＞0时，由截止变为导通
A
，而在uA＞0, uG＜0时，即加负脉冲
控制电压时，晶闸管由由导通变为截
止。
G
2.符号：
K
3.直流调压（直流斩波）：
U为直流电压，晶闸
＋
管的阳极电压始终大于
U
零，当 t＝0时，加上正
向控制电压，晶闸管导
A2 第二电极
联，两者共用一个控制极。
控制极
2.符号：
A1 G
通过控制电压的控制可实现双向导通。 第一电极
3.工作原理
UA1>UA2时，控制极相对于 A2加
A2
正脉冲，
晶闸管正向导通，电流从 A1流 向A2。
A1 G
UA2>UA1时，控制极相对于 A2加负脉冲，
晶闸管反向导通，电流从 A2流向A1。
晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反 馈，晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断条件
1. 必须使可控硅阳极电流减小 ,直到正反馈效应 不能维持。
2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极 间加反相电压。
晶闸管应用
2.1 可控整流
在实际生产中，很多设备需要大小可调的直流电，
例如， 电解、电镀、电焊等设备。由晶闸管组成的
K
K
G
(d)
A
A
+
A
P1
P
IA
P1 N1
G
N1 P2 G
N P
N P
P2
G
IG
T1 N1 P2 T2
N2
N
N2 IK
_K
K K
晶闸管相当于 PNP和NPN型两个晶体管的组合
1.2 晶闸管工作原理
A
β 1β 2iG
T1
iG iB 2
G
EG
R
β 2iG
T2
EA
+ _
K EA > 0、EG > 0
形成正反馈过程
四 A层
半
导
G
体
(a) 外形
K
(b) 符号
A 阳极
三
P1
个
N1
PN
结
P2
GG
控制极
N2
(c) 结构 K 阴极
晶闸管是用硅材料制成的半导体器件，它有三 种结构形式： 螺栓式、平板式和塑料封装式。平板 式又分为风冷平板式和水冷平板式。
K A
G
(a)
K G
A (b)
图 10-1 G
A (c)
K G
V
A 图 形符号 A
－
通，uo≈U；当t＝tw时，
ui
加上反向控制电压，晶
U
闸管截止， uo ≈0。
O
பைடு நூலகம்
uo
改变tw与T之比（占空比） 即可调节输出直流电压（ uo O
平均值）大小。
K A
G＋ uo
－
t
tw T
t
iB2 ? iG
iC 2 ? ? 2iG ? iB1
iC 1 ? β 1iC 2 ? ?1? 2iG ? iB2
在极短时间内使两个 三极管均饱和导通，此 过程称触发导通。
晶闸管导电实验
（1）晶闸管截止时，
若uA>0, uG≤0，晶闸管 仍然 截止；
（2）晶闸管截止时，
若uA>0, uG>0,晶闸管由 截止变为导通；
可控整流电路可以把交流电变成直流电，达到直流
电源输出电压可调的目的。
io
1.电路
a
两桥臂为晶闸管， +
另两个为二极管， 故为单相半控桥式
u1 _
整流电路。
+
u2
–
T1
T2 RL
++uo
–
D1
D2 –
b
2.工作原理
io
和二极管单相 桥式整流电路基 本相同，只是每 当T 1或T 2承受正 向阳极电压，而 且在该晶闸管的