什么是晶闸管及其分类
第五节晶闸管简介
第五节 晶闸管简介晶闸管是一种大功率半导体器件，又称可控硅，常用SCR 表示。
其优点是体积小、耐压高、容量大、使用维护简单。
晶闸管的种类很多，有单向型、双向型、可关断型以及快速型等。
一、晶闸管的结构外形、结构常用的晶闸管有塑封式、螺栓式和平板式三种，它有三个引出极，即阳极A 、阴极K 和控制极（门极）G 。
由于大功率晶闸管工作时发热量较大，因此正常工作时必须安装散热器。
晶闸管的符号及其内部结构如图1-5-1所示。
由图可见，晶闸管的阳极和阴极之间为PNPN 四层结构，它们形成三个PN 结J1、J2和J3。
A 阳极(c) 结构(b) KGA符号(a) 外形二、晶闸管的工作状态如图1-5-2（a）所示电路中，当晶闸管阳极和阴极之间加反向电压时，无论控制极与阴极之间施加何种电压，灯泡均不亮，晶闸管不导通，即晶闸管处于反向阻断状态。
当阳极和阴极之间加正向电压时，若控制极与阴极之间施加的电压为零或反向电压时，灯泡也不亮，说明晶闸管仍然不导通，处于正向阻断状态，如图1-5-2（b）所示。
在晶闸管阳极加正向电压，控制极也加上适当正向电压后，灯泡点亮，晶闸管导通。
此时，若去掉控制极电压，灯泡仍然发光，即晶闸管维持导通，控制极失去控制作用，如图1-5-2（c）（d）所示。
UA UUA UUAUGAUGUA可见，要使晶闸管从导通状态变为阻断状态，可以通过两个途径：①在阳极和阴极之间加反向电压或将阳极与电源断开，这种阻断称为反向阻断；②使阳极电流减少到一定数值（约几十~几百毫安）后晶闸管将自行关断，称为正向阻断。
三、晶闸管的型号和主要参数1．晶闸管的型号按照国家规定，普通晶闸管的型号及含义如下：例如，KP200-8D表示普通晶闸管，额定电流为200A，额定电压为800V，管压降0.6~0.7V。
2．晶闸管的主要参数（1）额定正向平均电流I F 指在规定环境温度及标准散热条件下，允许连续通过晶闸管阳极的最大工频正弦半波电流的平均值。
晶闸管分类
晶闸管分类晶闸管是一种电子元器件，可以控制大量的电流或电压通过它。
它可以充当开关、变压器、稳压器或电动机的控制器。
晶闸管由两个或多个晶体管和其他电子元件组成，可以根据应用需要进行分类。
第一类是双极晶闸管分类。
它由双极晶体管组成，有两个晶体管可以用来控制电流或电压。
它可以控制和检测电源的正反电压。
双极晶闸管可以用来分配电源，控制和稳定电源，并用于变频器控制及电机控制。
第二类是单极晶闸管分类。
它只有一个晶体管，可以控制一个电路的上升和下降电压，可以检测外加电压和电流，也可以用作过流保护元件。
它也可以用作稳压器、开关，以及控制电机和电动机。
第三类是双极双控晶闸管分类。
它由两个晶体管组成，可以控制电路的正反电压。
它可以应用于晶闸管变换器和晶闸管电动机控制系统中，可用于开关控制，检测和稳定电流。
它还可以用于变频器控制系统，以控制电机和变换器，控制功率输出和功率转换等应用。
第四类是积分电路晶闸管分类。
它是一种特殊的双极双控晶闸管，可以用于连接放大器级别和调节放大器级别，它可以控制电流和电压，使电路稳定，并可以检测外加电压和电流。
它还可以用于实现稳定的输入和输出级别，以及用于控制功率输出和功率转换。
总结晶闸管可以根据应用需要进行分类，其中包括双极晶闸管、单极晶闸管、双极双控晶闸管和积分电路晶闸管。
双极晶闸管可以用于分配电源、控制和稳定电源；单极晶闸管可以用作过流保护元件、稳压器以及开关控制；双极双控晶闸管可以用于检测外加电压和电流，也可用作晶闸管变换器和晶闸管电动机控制系统；积分电路晶闸管可以用于连接放大器级别和调节放大器级别，也可以用于实现稳定的输入和输出级别。
晶闸管可以用于许多不同的应用，是电子电路中不可或缺的一部分。
晶闸管
晶闸管（SCR）晶闸管是晶体闸流管的简称，又称为可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier, SCR）俗称可控硅。
一、外形与符号晶闸管有3个电极：阳极（A）、阴极（K）和门极（G）。
图1 晶体管图1（a）中所示为一些常见晶闸管的实物外形，图1（b）所示为晶体管的图形符号。
二、结构与工作原理1. 结构晶闸管的内部结构和等效图如图2所示。
它相当于PNP型三极管和NPN型三极管以图2（b）所示的方式连接而成。
图2 晶闸管的内部结构和等效图2. 工作原理下面以图3所示的电路来说明晶闸管的工作原理。
电源E2通过R2为晶闸管A（阳极）、K（阴极）极提供正向电压U AK，电源E1经电阻R1和开关S为晶闸管G（门极）、K（阴极）极提供正向电压U GK。
当开关S处于断开状态时，VT1无I b1电流而无法导通，VT2也无法导通，晶闸管处于截止状态，I2电流为0。
如果将开关S闭合，电源E1马上通过R1、S为VT1提供I b1电流，VT1导通，VT2也导通（VT2的I b2与VT1的I c1相等），I c2增大，这样会形成强烈的正反馈，正反馈过程是：正反馈使VT1、VT2对进入饱和状态，I b2、I c2都很大，I b2、I c2都是由VT2的发射极流入，即晶体管A极流入，I b2、I c2电流在内部流经VT1、VT2后从K极流出。
很大的电流从晶闸管A极流入，然后从K极流出，相当于晶闸管A、K极之间导通。
晶闸管导通后，若断开开关S，I b2、I c2电流继续增大，晶闸管继续导通。
这时如果慢慢调低电源E2的电压，流入晶闸管A极的电流（即图中的I2电流）也慢慢减小，当电源电压调到很低时（接近0），流入A极的电流接近0，晶闸管进入截止状态。
3. 晶闸管导通和关断（截止）条件。
综上所述，晶闸管有以下性质。
（1）无论A、K极之间加什么电压，只要G、K极之间没有加正向电压，晶闸管就无法导通。
（2）只有A、K极之间加正向电压，并且G、K极之间也加一定的正向电压，晶闸管才能导通。
国内晶闸管分类及判断方法
300A
9
900V
400
400A
10 1000V
500
500A
12 1200V
例如：
KP1-2（1A 200V 普通反向阻断型晶闸管）KS5-4（5A 400V 双向晶闸管）
K——晶闸管
K——晶闸管
P——普通反向阻断型
S——双向管
1——通态电流 1A
5——通态电流 5A
2——重复峰值电压 200V
4——重复峰值电压 400V
晶闸管型号
国产晶闸管的型号命名（JB1144-75 部颁发标准）主要由四部分组成，各部分的含义见下表。
第一部分用字母“K”表示主称为晶闸管。 第二部分用字母表示晶闸管的类别。 第三部分用数字表示晶闸管的额定通态电流值。 第四部分用数字表示重复峰值电压级数。
第一部分：主称
字母
含义
第二部分：类别
字母
含义
检测较大功率可控硅管，需要在万用表黑笔中串接一节 1.5V 干电池，以提高触发电压。
二.单向可控硅的检测 万用表选用电阻 R×1 档，用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一
对引脚，此时黑笔接的引脚为控制极 G，红笔接的引脚为阴极 K，另一空脚为阳极 A。此时将黑表笔接已 判断了的阳极 A，红表笔仍接阴极 K。此时万用表指针应不动。
用短接线瞬间短接阳极 A 和控制极 G，此时万用表指针应向右偏转，阻值读数为 10 欧姆左右。如阳极 A 接黑表笔，阴极 K 接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向可控硅已击穿损坏。
普通反向 P 阻断型
晶闸管
K
（可控硅）
快速反向 K 阻断型
S 双向型
第四部分： 第三部分：额定通态电流
晶闸管简介演示
详细描述
晶闸管由P型和N型半导体材料交替排列形 成多个PN结，当在阳极和阴极之间加上正 向电压时，电流可以通过PN结从阳极流向 阴极。同时，控制栅极与阴极相连，通过在 控制栅极上施加电压来控制电流的通断状态 。当控制栅极电压为负时，晶闸管处于关断 状态；当控制栅极电压为正时，晶闸管处于
导通状态。
晶闸管的应用领域
06
案例分析：晶闸管在各领域的 应用实例
电力电子领域应用实例
总结词：高效节能
详细描述：晶闸管在电力电子领域中广泛应用于整流、逆变和开关等电路，能够 实现高效、节能的电能转换和控制。例如，在电力有源滤波器中，晶闸管可以用 于滤除谐波和无功电流，提高电力系统的电能质量。
电机控制领域应用实例
总结词：精准控制
双向晶闸管
通过门极正信号或负信号 触发导通，正负信号均可 触发。
抗饱和技术晶闸管
通过门极负脉冲触发导通 ，具有抗饱和技术，可提 高开关速度。
按封装形式分类
插件式封装
适用于较大电流规格的晶 闸管，安装方便。
贴片式封装
适用于较小电流规格的晶 闸管，适用于表面贴装工 艺。
集成式封装
将多个晶闸管集成在一个 封装内，便于电路集成和 减小体积。
03
晶闸管的选择与使用
选择晶闸管的标准
电压等级
根据电路的电压需求选 择相应电压等级的晶闸
管。
电流容量
根据电路的电流需求选 择具有足够电流容量的
晶闸管。
开关速度
根据应用需求选择具有 合适开关速度的晶闸管
。
封装与引脚排列
选择合适的封装形式， 确保引脚排列符合电路
连接要求。
使用晶闸管的注意事项
01
02
晶闸管介绍
晶闸管1.晶闸管概念 (2)2.晶闸管工作原理 (2)3.晶闸管特性 (3)4.晶闸管参数 (4)5.双向可控硅象限 (6)6.双向可控硅应用 (7)7.DIAC (9)8.SIDAC (10)1.晶闸管概念可控硅(Silicon Controlled Rectifier) 简称SCR，是一种大功率电器元件，也称晶闸管。
可实现用小功率控件控制大功率设备。
可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。
双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。
双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。
其通断状态由控制极G决定。
在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。
晶闸管的开关时间较长，允许的电流上升率较小，因此工作频率受到限制。
当在较高频率工作时，因开关损耗随频率升高而增加，导致器件发热。
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：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。
单向可控硅（SCR）：1）单向可控硅承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，单向可控硅都处于反向阻断状态。
2）单向可控硅承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下单向可控硅才导通。
这时单向可控硅处于正向导通状态。
3）单向可控硅在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，单向可控硅保持导通，即单向可控硅导通后，门极失去作用。
门极只起触发作用。
4）单向可控硅在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零（维持电流以下）时，单向可控硅自动关断。
双向可控硅（TRIAC）：2.晶闸管工作原理通过等效电路分析:若T2管的基极电流为i B2，则集电极电流为β2i B2；进一步有i B1=i C2=β2i B2，从而i C1=β1i B1=β1β2i B2，又由于i B2=i C1，再一次进行上述放大过程，形成正反馈。
晶闸管主要产品类型分析 (一)
晶闸管主要产品类型分析 (一)晶闸管是一种高性能的电子器件，主要用于变频控制、电磁启动、直流调速、电能贮存等领域，因其高效、高稳定性、高可靠性等特点被广泛应用。
晶闸管主要产品类型有以下几种：1.单相晶闸管：单相晶闸管是一种晶闸管，通常由一个晶体管和一个控制电极组成。
单相晶闸管可以实现电源的单相变频控制，广泛应用于家庭电器、交通信号灯等领域。
2. 三相晶闸管：三相晶闸管是一种高性能电子器件，主要用于高功率变频控制系统。
三相晶闸管可实现三相电源的电压变换，有较高的性能和可靠性，被广泛应用于电力电子行业中。
3. GTO晶闸管：GTO晶闸管是一种先进的高功率晶闸管，具有高效、快速、可靠等特点。
GTO晶闸管能够实现高功率电源的变频调速、电流控制等功能，成为现代高科技领域的重要器件之一。
4. IGBT晶闸管：IGBT晶闸管是一种晶闸管，具有高效、快速、可靠等特点。
IGBT晶闸管可以实现电源的高效变频控制，被广泛应用于变频调速、电力传动、电动机控制等领域。
5. 反向导通晶闸管：反向导通晶闸管是一种高性能电子器件，主要用于变频控制、电动机控制、电力驱动等领域。
反向导通晶闸管由一个晶体管和一个反向两极管组成，具有高电流密度、高速度、高功率等特点。
6. 模块化晶闸管：模块化晶闸管是一种晶闸管模块，由多个晶闸管、二极管、散热器等组成，具有高效、快速、可靠等特点。
模块化晶闸管广泛应用于电力电子行业中，能够实现高功率电源的变频调速、电流控制等功能。
以上就是晶闸管的主要产品类型分析，不同类型的晶闸管有着不同的应用场景和优缺点，选用时需要根据具体的需求及领域来进行选择。
晶匣管
(1) 晶闸管加阳极负电压-UA时，晶闸管处于反向
阻断状态 。
(2) 晶闸管加阳极正电压UA，控制极不加电压时，
晶闸管处于正向阻断状态。
(3) 晶闸管加阳极正电压+UA，同时也加控制极
正电压+UG，晶闸管导通。
(4) 要使导通的晶闸管截止，必须将阳极电压降
至零或为负，使晶闸管阳极电流降至维持电流IH以下。
晶匣管
晶闸管是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整 流器，以前被简称为可控硅；晶闸管是PNPN四 层半导体结构，它有三个极：阳极（A），阴极 （K）和控制极（G）; 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。 晶闸管是一种大功率开关型半导体器件，在电路 中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中 用字母“SCR”表示）。
20
(1)反向阻断：晶闸管加反向电压（即阳极a接电源负极， 阴极b接正极），晶闸管不导通。
s + L a k g
Ug
反向阻断
21
(2)正向阻断：晶闸管加正向电压（即阳极a接电源正极， 阴极b接负极），但开关S断开时，控制极g无触发电压， 灯不亮，说明晶闸管不导通。
S + L a k g
Ug
正向阻断
一、晶匣管的结构
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。 四 层 半 导 体
A 阳极
P1
A
三 个
PN
N1
P2 N2
K 阴极
结
G 控制极
G
K
(a) 外形 (b) 符号
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什么是晶闸管及其分类
晶闸管是晶体闸流管(Thyristor)的简称，谷称可控硅，它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
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。
一、晶闸管的种类
晶闸管有多种分类方法。
（一）按关断、导通及控制方式分类
晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。
（二）按引脚和极性分类
晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。
（三）按封装形式分类
晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。
其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。
（四）按电流容量分类
晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。
通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。
（五）按关断速度分类
晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。
图8-1是晶闸管的分类图，图8-2是晶闸管的外形，图8-3是晶闸管的电路图形符号。