晶闸管可控硅的结构与工作原理
可控硅最小维持电流
可控硅最小维持电流
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目录
1.可控硅的基本概念和结构
2.可控硅的工作原理
3.可控硅的最小维持电流
4.可控硅的应用领域
5.可控硅的优点
正文
可控硅，全称为可控硅整流元件，别称为晶闸管，英文名称为 Silicon Controlled Rectifier，简称 SCR。
它是一种以硅晶体为材料的 p1n1p2n2 四层三端器件的大功率半导体器件，一般由两晶闸管反向连接而成。
可控硅的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。
可控硅的工作原理是基于三个 pn 结和控制极的引入。
它有三个极，分别是阳极（a）、阴极（c）和控制极（g）。
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 ic2 产生ib2 的电流。
因为 bg2 的集电极直接与 bg1 的基极相连，所以 ib1ic2。
此时，电流 ic2 再经 bg1 放大，于是 bg1 的集电极电流 i 可控硅的最小维持电流是指维持可控硅继续导通的最小电流。
当可控硅处于导通状态时，如果控制极电流小于最小维持电流，可控硅将停止导通。
因此，最小维持电流是可控硅正常工作的重要参数。
可控硅的应用领域非常广泛，包括整流、交直流转换、逆变、调速、制动等。
例如，在家电行业中，可控硅可以用于电视机、收音机、录音机
等设备的电源开关和整流；在工业领域，可控硅可以用于电机控制、工业电源、电焊机等设备。
可控硅的工作原理
可控硅的工作原理
可控硅（也叫做晶闸管）是一种用于控制电流流动的半导体器件。
它的工作原理基于PN结的特性和未加偏压时的绝缘行为。
可控硅的结构由三个不同区域形成：P型区、N型区和P型区。
根据不同的控制电压，可控硅可以处于三种不同的工作状态：封锁状态、导通状态和关断状态。
在封锁状态下，当两个P-N结之间未加控制电压时，可控硅
表现出绝缘行为，电流无法通过。
然而，一旦加上一个正向偏压，使得P结和N结之间的电势差大于某个阈值电压（称为
开启电压），可控硅进入导通状态。
在导通状态下，可控硅的P-N结产生了电子和空穴对，使得
电流可以通过器件。
而且，一旦可控硅进入导通状态，即使控制电压被移除，它仍将维持导通状态直到电流降至零或反向电压被施加。
为了将可控硅从导通状态切换到关断状态，需要施加一个反向电压或者减小电流至其维持电流以下。
这样，可控硅就会进入关断状态，电流无法通过。
总结来说，可控硅的工作原理是通过施加正向偏压使其进入导通状态，而施加反向电压或减小电流使其进入关断状态。
这使得可控硅成为一种非常有用的电力控制器件。
晶闸管(可控硅)的结构与工作原理
一、晶闸管的基本结构晶闸管(Semi ｃo ｎdu ｃｔo ｒC ｏnt ｒoll ｅｄ Ｒe ｃｔifier 简称SCR)是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。
它有三个引出电极,即阳极（A ）、阴极(Ｋ）和门极（G)。
其符号表示法和器件剖面图如图1所示。
图１ 符号表示法和器件剖面图普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散Ｐ型杂质(铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质(磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极,在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。
图2、晶闸管载流子分布二、晶闸管的伏安特性晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的。
通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系,如图3所示。
图3 晶闸管的伏安特性曲线当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏,2J 反偏,外加电压几乎全部降落在2J 结上,2J 结起到阻断电流的作用。
随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。
当AK V 增大超过BO V 以后,阳极电流突然增大,特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。
晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为１Ｖ左右，特性曲线ＣＤ段对应的状态称为导通状态。
通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。
晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。
当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时,如果使得门极相对于阴极为正,给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。
转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数,G I 越大，BO V 越小。
如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号,器件仍然然导通。
(整理)晶闸管(SCR)原理
晶闸管(SCR)原理作者：时间：2007-12-17 来源:电子元器件网浏览评论推荐给好友我有问题个性化定制关键词：晶闸管半导体材料晶闸管(thyristor)是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅（SCR），其正式名称应是反向阻断三端晶闸管。
除此之外，在普通晶闸管的基础上还派生出许多新型器件，它们是工作频率较高的快速晶闸管(fast switching thyristor，FST)、反向导通的逆导晶闸管(reverse conducting thyristor，RCT)、两个方向都具有开关特性的双向晶闸管(TRIAC)、门极可以自行关断的门极可关断晶闸管（gate turn off thyristor，GTO）、门极辅助关断晶闸管(gate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信号触发导通的光控晶闸管(light controlled thyristor，LTT)等。
一、结构与工作原理晶闸管是三端四层半导体开关器件，共有3个PN结，J1、J2、J3，如图1(a)所示。
其电路符号为图1(b)，A(anode)为阳极，K(cathode)为阴极，G(gate)为门极或控制极。
若把晶闸管看成由两个三极管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)构成，如图1(c)所示，则其等值电路可表示成图1(d)中虚线框内的两个三极管T1和T2。
对三极管T1来说，P1N1为发射结J1，N1P2为集电结J2；对于三极管T2，P2N2为发射结J3，N1P2仍为集电结J2；因此J2（N1P2）为公共的集电结。
当A、K两端加正电压时，J1、J3结为正偏置，中间结J2为反偏置。
当A、K两端加反电压时，J1、J3结为反偏置，中间结J2为正偏置。
晶闸管未导通时，加正压时的外加电压由反偏值的J2结承担，而加反压时的外加电压则由J1、J3结承担。
如果晶闸管接入图1(d)所示外电路，外电源U S正端经负载电阻R引至晶闸管阳极A，电源U S的负端接晶闸管阴极K，一个正值触发控制电压U G经电阻R G后接至晶闸管的门极G，如果T1（P1N1P2）的共基极电流放大系数为α1，T2（N1P2N2）的共基极电流放大系数为α2，那么对T1而言，T1的发射极电流I A的一部分α1I A将穿过集电结J2，此外，J2受反偏电压作用，要流过共基极漏电流i CBO1，因此图1(d)中的I C1可表示为I C1=α1I A+i CBO1。
04第四章 晶闸管及其应用
第四章晶闸管及其应用第一节晶闸管的构造、工作原理、特性和参数晶闸管—可控硅，是一种受控硅二极管。
优点：体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长、使用维护方便。
缺点：大多工作与断续的非线性周期工作状态，产生大量谐波干扰电网；过载能力和抗扰能力较差、控制电路复杂。
（由于技术进步，近年有改善）1.1晶闸管的基本结构：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。
1.2晶闸管的工作原理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。
晶闸管导通后，去掉EG ，依靠正反馈，仍可维持导通状态。
晶闸管导通必须同时具备两个条件：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)。
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。
晶闸管关断的条件：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向电压。
1.3晶闸管的伏安特性静态特性承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通；晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用；要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
晶闸管的阳极伏安特性是指晶闸管阳极电流和阳极电压之间的关系曲线，如图3所示。
其中：第I象限的是正向特性；第III象限的是反向特性图3 晶闸管阳极伏安特性I G2>I G1>I GI G=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。
这种开通叫“硬开通”，一般不允许硬开通；随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低；导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿；晶闸管本身的压降很小，在1V左右；导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值I H以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。
双向可控硅的工作原理及原理图
双向可控硅的工作原理及原理图双向可控硅（Bidirectional Thyristor）是一种半导体器件，也称为反向可控晶闸管或双向晶闸管。
它可以在电路中控制电流方向，并能够在两个方向上导电。
本文将探讨双向可控硅的工作原理及原理图。
一、工作原理双向可控硅由四个层结构组成，其结构如下：从上图中可以看出，双向可控硅有两个PN结，每个PN结中有一个P层和一个N层。
双向可控硅中的三个引脚分别是Anode、Cathode 和Gate。
Anode 和Cathode 被用于控制电流的方向，而Gate 用于控制电流的大小。
当Gate 电压为0V，双向可控硅处于阻断状态，不允许电流通过。
当Gate 上升到一定电压（通常是0.5V到1.5V）时，由于Gate 与Anode 之间存在一种物理现象，即PN 结反向击穿，Gate 电流开始流动并执行电路中的功能。
此时，双向可控硅的阻抗变得非常小，允许电流从Anode 流向Cathode。
当Gate 电压再次降低到0V时，双向可控硅仍然保持导通状态，直到Anode-Cathode 电压降至其维持电压（通常为5V）以下并持续几个毫秒。
当Anode-Cathode电压降至零时，双向可控硅恢复到阻断状态。
双向可控硅最常用于交流电路中，因为它可以在两个方向上导电。
它允许电流从Anode 流入Cathode 以及从Cathode 流入Anode。
这意味着双向可控硅可以用作交流电控制器。
例如，在灯光控制中，双向可控硅可用于调节灯光的亮度。
二、原理图下面是一个双向可控硅的原理图：在上图中，交流电源连接到电路中的双向可控硅。
一个变压器被用来将AC电源分成两半，每半AC 电压的峰值与其他半波相同但相反。
这就是我们所说的半波电压。
每个半波电压都通过一个双向可控硅，从而在两个方向上控制电流。
Gate 引脚连接到一个变阻器（不显示在图中），它可以用来控制电流的大小。
由于交流电源的极性不是定量的，因此交流电源的一半被连接到电路中的第一个双向可控硅，另一半被连接到电路中的第二个双向可控硅。
可控硅
1.2.4 可控硅1. 可控硅的结构与工作原理可控硅是在硅二极管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。
它又称“晶体闸流管”简称“晶闸管”。
它具有三个PN结四层结构。
可控硅有三个电极，分别为阳极（A）、阴极（K）、控制极（G）。
其外形及电路符号如图1-20所示。
可控硅主要有螺栓型、平板型、塑封型和三极管型。
通过的电流可能从几安培到千安培以上。
图1-20 可控硅及电路符号图1-21 可控硅工作原理可控硅的工作原理可以通过下面的实验电路加以说明。
如图1-21（a）所示，接好电源，阴极与阳极间加正向电压，即阳极接电源E1的正极，阴极接电源E1的负极，控制极接E2的正极，这时S为断开状态，灯泡不亮，说明可控硅不导通。
如将S闭合，即给控制极加上正电压，这时灯泡亮了，说明可控硅处于导通状态。
可控硅导通后，将S断开，去掉控制极上的电压，灯泡仍然亮了，说明可控硅一旦导通后，控制极就失去了控制作用。
如果给阴极与阳极间加反向电压，如图1-21（b）即阳极接E负极，阴极接E的正极。
这时给控制极加电压，灯泡不亮，说明可控硅不导通。
如将E极性对调，即控制极加反向电压如图1-21（c）所示，阳极与阴极间无论加正、反向电压，可控硅都不导通。
通过以上说明，可控硅导通必须具备两个条件：一是可控硅阴极与阳极间必须加正向电压，二是控制极电路也要接正向电压。
另外，可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。
如图1-21（d），当改变RP的触点位置时可使灯泡的亮度逐渐减少，并完全熄灭。
当灯泡熄灭后，不论如何改变RP触点的位置，灯都不会再亮，这说明了可控硅已不再导通。
此试验进一步表明，当可控硅导通后控制极就起动了控制作用，此时要使可控硅再度处于关断状态，就要降低可控硅阳极电压或通态的电流。
可控硅的控制极电压、电流，一般是比较低的，电压只有几伏，电流只有几十至几百毫安，但被控制的器件中可以通过很大的电压和电流，电压可达几千伏、电流可达到千安以上。
可控硅测量方法
可控硅测量方法一、可控硅的基本概念及工作原理可控硅（SCR）是一种半导体器件，也称为晶闸管。
它由四个PN结组成，具有三个电极：阳极、阴极和门极。
在正向偏置下，只有一个PN 结被击穿，形成通道；而在反向偏置下，所有PN结都被截止。
当给门极施加一个正脉冲信号时，通道就会打开，在阳极和阴极之间形成一个电流通路。
二、可控硅测量方法1. 静态特性测量静态特性是指在固定的电压和温度条件下，测量SCR的电流-电压关系曲线。
这种测试需要使用直流电源和数字万用表等仪器。
首先将SCR 放入测试夹具中，并连接到直流电源上。
然后逐步增加阳极到阴极的电压，并记录相应的电流值。
最后将数据绘制成I-V曲线图。
2. 动态特性测量动态特性是指在变化的负载条件下，测量SCR的响应速度和稳定性。
这种测试需要使用脉冲发生器和示波器等仪器。
首先将SCR放入测试夹具中，并连接到脉冲发生器和示波器上。
然后在脉冲发生器中设置一个正脉冲信号，测量SCR的响应时间和保持电流。
最后将数据绘制成响应时间和保持电流的曲线图。
3. 热特性测量热特性是指在不同温度条件下，测量SCR的电流-电压关系曲线。
这种测试需要使用恒流源和数字万用表等仪器。
首先将SCR放入测试夹具中，并连接到恒流源和数字万用表上。
然后逐步增加阳极到阴极的电压，并记录相应的电流值。
最后将数据绘制成I-V曲线图。
4. 参数测量参数测量是指在实际应用中，测量SCR的关键参数，如触发电压、保持电流、耐压能力等。
这种测试需要使用特定的测试仪器和设备，例如触发电路测试仪、保持电流测试仪、耐压试验仪等。
三、可控硅测量方法注意事项1. 测试环境要求：可控硅测试需要在恒定的温度和湿度条件下进行，以确保测试结果准确可靠。
2. 测试前准备：在进行任何类型的可控硅测量之前，必须先检查测试设备和测试夹具是否正常工作，并确保测试仪器的精度和准确性。
3. 测试过程中的注意事项：在进行可控硅测量时，应特别注意防止静电干扰和过电流等问题。
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一、晶闸管的基本结构晶闸管（SemiconductorControlled Rectifier 简称SCR ）是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。
它有三个引出电极，即阳极（A ）、阴极（K ）和门极（G ）。
其符号表示法和器件剖面图如图1所示。
图1 符号表示法和器件剖面图普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散P 型杂质（铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质（磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极，在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。
图2、晶闸管载流子分布二、晶闸管的伏安特性晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的。
通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系，如图3所示。
图3 晶闸管的伏安特性曲线当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏，2J 反偏，外加电压几乎全部降落在2J 结上，2J 结起到阻断电流的作用。
随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。
当AK V 增大超过BO V 以后，阳极电流突然增大，特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。
晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为1V 左右，特性曲线CD 段对应的状态称为导通状态。
通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。
晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。
当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时，如果使得门极相对于阴极为正，给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。
转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数，G I 越大，BO V 越小。
如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号，器件仍然然导通。
当晶闸管的阳极相对于阴极为负，只要RO AK V V <，A I 很小，且与G I 基本无关。
但反向电压很大时（RO AK V V ≈），通过晶闸管的反向漏电流急剧增大，表现出晶闸管击穿，因此称RO V 为反向转折电压和转折电流。
三、晶闸管的静态特性晶闸管共有3个PN 结，特性曲线可划分为（0~1）阻断区、（1~2）转折区、（2~3）负阻区及（3~4）导通区。
如图5所示。
（一）正向工作区1、正向阻断区（0~1）区域当AK 之间加正向电压时，1J 和3J 结承受正向电压，而2J 结承受反向电压，外加电压几乎全部落在2J 结身上。
反偏2J 结起到阻断电流的作用，这时晶闸管是不导通。
2、雪崩区（1~2也称转折区）当外加电压上升接近2J 结的雪崩击穿电压2BJ V 时，反偏2J 结空间电荷区宽度扩展的同时，内电场也大大增强，从而引起倍增效应加强。
于是，通过2J 结的电流突然增大，并使得流过器件的电流也增大。
此时，通过2J 结的电流，由原来的反向电流转变为主要由1J 和3J 结注入的载流子经过基区衰减而在2J 结空间电荷区倍增了的电流，这就是电压增加，电流急剧增加的雪崩区。
因此区域发生特性曲线转折，故称转折区。
3、负载区（2~3）当外加电压大于转折电压时候，2J 结空间电荷区雪崩倍增所产生大量的电子—空穴对，受到反向反向电场的抽取作用，电子进入1N 区，空穴进入2P 区，由于不能很快的复合，所以造成2J 结两侧附近发生载流子积累：空穴在2P 区、电子在1N 区，补偿离化杂质电荷，使得空间电荷区变窄。
由此使得2P 区电位升高、1N 区电位下降，起了抵消外电场作用。
随着2J 结上外加电压下降，雪崩倍增效效应也随之减弱。
另一方面1J 和3J 结的正向电压却有所增强，注入增加，造成通过2J 结的电流增大，于是出现了电流增加电压减小的负阻现象。
4、低阻通态区（3~4）如上所述，倍增效应使得2J 结两侧形成电子和空穴的积累，造成2J 结反偏电压减小；同时又使得1J 和3J 结注入增强，电路增大，因而2J 结两侧继续有电荷积累，结电压不断下降。
当电压下降到雪崩倍增停止以后，结电压全部被抵销后，2J 结两侧仍有空穴和电子积累，2J 结变为正偏。
此时1J 、2J 和3J 结全部正偏，器件可以通过大电流，因为处于低阻通态区。
完全导通时，其伏安特性曲线与整流元件相似。
（二）反向工作区（0~5）器件工作在反向时候，1J 和3J 结反偏，由于重掺杂的3J 结击穿电压很低，1J 结承受了几乎全部的外加电压。
器件伏安特性就为反偏二极管的伏安特性曲线。
因此，PNPN 晶闸管存在反向阻断区，而当电压增大到1J 结击穿电压以上，由于雪崩倍增效应，电流急剧增大，此时晶闸管被击穿。
图4 晶闸管的门极电流对电流—电压特性曲线的影响四、晶闸管的特性方程一个PNPN 四层结构的两端器件，可以看成电流放大系数分别为1α和2α的211P N P 和221N P N 晶体管，其中2J 结为共用集电结，如图6所示。
当器件加正向电压时。
正偏1J 结注入空穴经过1N 区的输运，到达集电极结（2J ）空穴电流为A I 1α；而正偏的3J 结注入电子，经过2P 区的输运到达2J 结的电流为K I 2α。
由于2J 结处于反向，通过2J 结的电流还包括自身的反向饱和电流CO I 。
由图6可知，通过2J 结的电流为上述三者之和，即CO K A J I I I I ++=212αα （1）假定发射效率121==γγ，根据电流连续性原理K A J I I I ==2，所以公式（1）变成：)(121αα+-=CO A I I （2） 公式说明，当正向电压小于2J 结的雪崩击穿电压B V ，倍增效应很小，注入电流也很小，所以1α和2α也很小，故有121<+αα （3）此时的CO I 也很小。
所以1J 和3J 结正偏，所以增加AK V 只能使2J 结反偏压增大，并不能使CO I 及A I 增加很多，因而器件始终处于阻断状态，流过器件的电流与CO I 同一数量级。
因此将公式（3）称为阻断条件。
当AK V 增加使得2J 结反偏压增大而发生雪崩倍增时候，假定倍增因子M M M p n ==，则CO I 、1α和2α都将增大M 倍，故（2）变成)(121αα+-=M MI I CO A （4） 此时分母变小，A I 将随AK V 的增长而迅速增加，所以当1)(21=+ααM （5）便达到雪崩稳定状态极限（BO AK V V =），电流将趋于无穷大，因此（5）式称为正向转折条件。
准确的转折点条件，是根据特性曲线下降段的起点来标志转折点。
在这点0=A AK dI dV ，022<AAK dI V d 现在利用这个特点，由特性曲线方程式（4）推导转折点条件。
因为1α和2α是电流的函数，M 是2J V 的函数，可近似用)()(2AK J V M V M =，CO I 为常数，对（4）求导AKA dV dI ，计算结果是 AKCO A A A A A A AK AA AK dV dM I I I dI d I M dI d I M dV dI dI dV )()()(11212211+++-+-==αααααα （6） 由于转折电压低于击穿电压，故AKdV dM 为一恒定值。
分母也为恒定值，由于0=AAK dI dV ，分子也必须为零，可得到 1)()(2211=+++AA A A dI d I M dI d I M αααα （7） 根据晶体管直流电压放大系数的定义，CBO E C I I I +=α （8）即可得到小信号电流放大系数EE E C dI d I dI dI ααα+==~ （9） 利用公式（9）可把公式（7）变为1)(2~~1=+ααM （10） 即在转折点，倍增因子与小信号~α之和的乘积刚好为1。
PNPN 结构只要满足上式，便具有开关特性，即可以从断态转变成通态。
由于α是随着电流E I 变化的，当A I 增大，1α和2α都随之增大。
由此可知，在电流较大时，满足（6）的M 值反而可以减小。
这说明A I 增大，AK V 相应减小，这正是图5中曲线（2~3）所示的负阻段。
α既是电流的函数名同时也是集电结电压的函数，当α一定时电流增大则相应的集电结反偏压减小。
当电流很大，会出现 121>+αα （6）根据方程（2），2J 结提供一个通态电流（0<CO I ）。
因此2J 结必须正偏，于是 1J 、2J 和3J 结全部正偏，器件处于导通。
这便是图5中的低压大电流段。
器件有断态变为通态，关键在于2J 结必须由反偏转为正偏。
2J 结反向专为正向的条件是2P 区、1N 区分别应有空穴和电子积累。
从图（6）可以看出，2P 区有空穴积累的条件是，1J 结注入并且被2J 收集到2P 区的空穴量A I 1α要大于同K I )1(2α-通过复合而消失的空穴量，即K A I I )1(21αα-> （7）因为K A I I =，所以得到121>+αα。
只要条件成立，2P 区的空穴积累同样，1N 区电子积累条件为K A I I )1(12αα-> （8）故121>+αα （9）可见当121>+αα条件满足时候，2P 区电位为正，1N 区电位为负。
2J 结变为正偏，器件处于导通状态，所以121>+αα称为导通条件。
五、门极触发原理如图5-7所示，断态时，晶闸管的1J 和3J 结处于轻微的正偏，2J 结处于反偏，承受几乎全部断态电压。
由于受反向2J 结所限，器件只能流过很小的漏电流。
若在门极相对于阴极加正向电压G V ，便会有一股与阳极电流同方向的门极电流G I 通过3J 结，于是通过3J 结的电流便不再受反偏2J 结限制。
只要改变加在3J 结上的电压，便可以控制3J 结的电流大小。
G I 增大时，通过3J 结的电流的电流也随着增大，由此引起2N 区向2P 区注入大量的电子。
注入2P 区的电子，一部分与空穴复合，形成门极电流的一部分，另一部分电子在2P 区通过扩散到达2J 结被收集到1N 区，由此引起通过2J 结电子电流增加，2α随之增大。
电子被收集到1N 区使得该地区电位下降，从而使得1J 结更加正偏，注入空穴电流增大，于是通过2211N P N P 结构的电流A I 也增大。
而1α和2α都是电流的函数，它将随着电流A I 增大而变大。
这样，当门极电流G I 足够大时候，就会使得通过器件的电流增大，使得121>+αα条件成立。
所以，当加门极信号时候，器件可以在较小的电压下触发导通。
G I 越大，导通时候的转折电压就越低，如图4所示。
对于三端晶闸管，如图所示7，通过2J 结的各电流分量之和仍然等于总电流A I ，即A C I I 11α= （1）A C I I 22α= （2）A G K I I I += （3）CO c c A I I I I ++=21 （4）将（1）和（3）分别代入（4）有CO K A A I I I I ++=21αα （5）当考虑倍增效应情况下，各电流分量经过2J 结空间电荷区后都要增大M 倍，因此CO K A A MI I M I M I ++=21αα （8）)(1)(212ααα+-+=M I I M I G CO A （9） )(1212ααα+-+=G CO A I I I （当M=1） （10） 这就是晶闸管的特性方程，它表明晶闸管加正向电压时，阳极电流与1α和2α以及G I 和CO I 的关系。