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C.可控硅应用
(一)、可控整流 如同二极管整流一样，可以把交流整流为直流，并且在交流电压不变的情况下，方便地 控制直流输出电压的大小即可控整流，实现交流——可变直流 (二)、交流调压与调功 利用晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压。为了消 除晶闸管交流调压产生的高次谐波，出现了一种过零触发，实现负载交流功率的无级调 节即晶闸管调功器。交流——可变交流。 (三)、逆变与变频 直流输电：将三相高压交流整流为高压直流，由高压直流远距离输送以减少损耗，增加 电力网的稳定，然后由逆变器将直流高压逆变为50HZ三相交流。直流——交流 中频加热和交流电动机的变频调速、串激调速等变频，交流——频率可变交流 (四)、斩波调压（脉冲调压） 斩波调压是直流——可变直流之间的变换，用在城市电车、电气机车、电瓶搬运车、铲 车（叉车）、电气汽车等，高频电源用于电火花加工。 (五)、无触点功率静态开关（固态开关） 作为功率开关元件，代替接触器、继电器用于开关频率很高的场合
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晶闸管的选择
1 晶闸管的过载能力差，根据实际最大电流还要乘以1.5~3倍， 即电流裕量。通常按平均电流IT（AV）选取，额定电流的有效值 ITe（即均方根值）为平均电流的1.57倍。 2 波形系数Kf=Ite/IT（AV）=1.57 额定电压应取实际工作时的可能最大电压2~3倍，即电压裕量。 同时还要加上必要的保护措施。 3 门极触发电流：几十个mA~几百mA，离开这个范围可能误触发 或难触发 4 门极触发电压：3V左右 5 台面有凹台和凸台之分，散热器与此有关
状态
从关断到导通 维持导通 从导通到关断
条件
1、阳极电位高于是阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流 1、阳极电位高于阴极电位 2、阳极电流大于维持电流 1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流
说明
两者缺一不可 两者缺一不可 任一条件即可
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图1 可控硅等效图解图
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图2 可控硅结构与符号
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由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失 了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种 可控硅是不可关断的。 由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的 条件才能转化，此条件见表1 表1 可控硅导通和关断条件
(五）按关断速度分类晶闸管的种类可分为普通可控 硅和高频（快速）可控硅。
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可控硅型号及含义 K □
第一位 第二位
第三位 第四位 第五位
□ -- □
□
K表示闸流特性 P---普通反向阻断 K---快速 S---双向 N---逆导 G---可关断 额定通态平均电流系列（额定电流） 正反向重复峰值电压等级（额定电压） 通态平均电压组别（小于100A不标）
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3、触发导通
在控制极G上加入正向电压时（见图6）因J3正偏，P2区 的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。 在可控硅的内部正反馈作用（见图1）的基础上，加上IGT的 作用，使可控硅提前导通，导致图3的伏安特性OA段左移， IGT越大，特性左移越快。
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二.可控硅检测
(一)如何鉴别可控硅的三个极
根据P-N结的原理，先用万用表测量一下三个极之间的电阻值。 阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上，阳极和控制极之间的正 向和反向电阻在几百千欧以上（它们之间有两个P-N结，而且方向相反，因此阳极 和控制极正反向都不通）。 控制极与阴极之间是一个P-N结，因此它的正向电阻大约在几欧-几百欧的范 围，反向电阻比正向电阻要大。可是控制极二极管特性是不太理想的，反向不是 完全呈阻断状态的，可以有比较大的电流通过，因此，有时测得控制极反向电阻 比较小，并不能说明控制极特性不好。另外，在测量控制极正反向电阻时，万用 表应放在R*10或R*1挡，防止电压过高控制极反向击穿。 若测得元件阴阳极正反向已短路，或阳极与控制极短路，或控制极与阴极反 向短路，或控制极与阴极断路，说明元件已损坏。
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。当阳极 A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时， 如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2 流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β 2ib2。因为BG2的 集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流 ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流 ic1=β 1ib1=β 1β 2ib2。这个电流又流回到BG2的基极， 表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果， 两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。
1、工作原理 可控硅又叫晶闸管（硅晶体闸流管）。自从20世纪50年代问世 以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双 向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管， 等等。今天大家常用的晶闸管大部分是单向晶闸管，它是由四层半 导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一 层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫 控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路 符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器 件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的 工作特性。分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所 组成，其等效图解如图1所示
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(二) 可控硅测试仪
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(三) 可控硅简易检测电路
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晶闸管主要特性参数
1．正反向重复峰值电压——额定电压（VDRM 、 VRRM取其小者） 2．额定通态平均电流IT（AV）——额定电流（正弦半波平均值） 3．门极触发电流IGT，门极触发电压UGT， （受温度变化) 4．通态平均电压UT（AV）即管压降 5．维持电流IH与掣住电流IL 6．开通与关断时间
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由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后，J2结发生雪崩倍增效应， 在结区产生大量的电子和空穴，电子时入N1区，空穴时入P2区。进入 N1区的电子与由P1区通过J1结注入N1区的空穴复合，同样，进入P2区 的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合，雪崩击穿，进入N1区 的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉，这样，在N1区就有电 子积累，在P2区就有空穴积累，结果使P2区的电位升高，N1区的电位 下降，J2结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降，出现所谓 负阻特性，见图3的虚线AB段。 这时J1、J2、J3三个结均处于正偏，可控硅便进入正向导电状态--通态，此时，它的特性与普通的PN结正向特性相似，见图3中的BC段
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晶闸管的特点小结：
特点是“一触即发”。但是，如果阳极或控 制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控 制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导 通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使 导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以 断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的最小 值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间 外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电 压过零时，晶闸管会自行关断。
可控硅简介
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黄启军
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可控硅简介
A. B. C. D. E.
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可控硅原理与特性 可控硅分类与检测 可控硅应用 可控硅触发与保护 可控硅发展前景
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A.可控硅原理与特性
图3 可控硅基本伏安特性
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（1）反向特性
当控制极开路，阳极加上反向电压时（见下图），J2结 正偏，但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流， 当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后，接差J3结也击 穿，电流迅速增加，图3的特性开始弯曲，如特性OR段所示， 弯曲处的电压URO叫“反向转折电压”。此时，可控硅会发生 永久性反向击穿。