在功率半导体范畴，除了二极管、三极管（晶体管），最重要的元器件莫过于晶闸管。
关于晶闸管的疑问，谜底都在那！
01、什么是晶闸管？
晶闸管，即可控硅（SCR），是一种通过开关掌握电流的半导体元件。与二极管、三极管那类小功率器件差别，晶闸管可做为大电流下的开关元件，在功率掌握电路中发扬重要的感化。
02、晶闸管构造是怎么样的？
电子元件的性能往往与其构造息息相关。
晶闸管是四层三端器件，PNPN四层半导体构造，中间构成三个PN结：J1、J2、J3，从最上面的P1层引出阳极a，从最下面的N2引出阴极k，由中间的P2层引出掌握极g（门极）。
晶闸管构造等效于“pnp型”和“npn型”两个晶体管摆列构成的复合电路。pnp晶体管的发射极和npn晶体管的基极都连在晶闸管g极上；pnp晶体管的基极则和npn晶体管的集电极串联。
下图展现了晶闸管的掺杂图。重视，对应于NPN晶体管的等效发射极的阴极K被重掺杂，如N +所示。门极G也重掺杂（P +），它是PNP晶体管的等效发射极。与等效晶体管V1基极和V2集电极区域相对应的两个中间层的掺杂水平较轻：N-和P。
03、晶闸管在什么前提下导通？
根据等效电路，我们让两个晶体管V1和V2都导通，晶闸管便导通。
那么如何才气让V1和V2同时导通呢？（三极管的导通与截行，其本色是其内部PN结的单领导通与截行。）
起首我们在AK两极间加上正向电压，PN结J1和J3正偏导通，J2反偏截行，外加电压几乎全数落在J2身上，因为反偏J2阻断电流，通过电流十分小，因而晶闸管不导通。
当晶闸管承担正朝阳极电压时，为使晶闸管导通，必需使承担反向电压的PN结J2失往阻挠感化。
怎么做呢？
我们在GK两极间也加上正向电压，产生足够的门极电流Ig流进晶体管V2。关于NPN型晶体管V2来说，此时它的发射结（J3）正偏，集电结（J2）反偏，处于放大工做形态，Ig颠末V2放大后，构成集电结电流Ic2，假设V2放大系数为β2，Ic2=β2*Ig。
因为V1的基极和V2的集电极串联，因而，Ic2也是V1的基极电流。基极电流再颠末V1放大，构成集电极电流Ic1，假设V1放大系数为β1，Ic1=β1*Ic2=β1*β2*Ig。
因为V1的集电极和V2的基极都连在g极上，因而，Ic1=Ig，即放大后的电流又做为V2的基极电流再被放大，如斯轮回往复，构成正反应过程，从而使晶闸管完全导通（V1和V2均放大到饱和形态）。那个导通过程是在极短的时间内完成的，一般不超越几微秒，称为触发导通过程。
简而言之，晶闸管导通的前提是：加上阳极和门极正向电压。
而最有意思的是，晶闸管导通后，即使往掉门极正向电压，晶闸管依靠本身的正反应感化仍然能够庇护导通，晶闸管成为不成控——无法掌握关断。那就是晶闸管称为“半可控元器件”的原因，即可掌握导通、无法掌握关断。
04、若何封闭晶闸管？
晶闸管一旦触发导通，便无法掌握关断。但实要关断晶闸管，也不是没有办法。
关断导通晶闸管的前提是将流过晶闸管的电流减小到一个很小的值，接近于0。
此时掌握门极电压显然没用，只能降低或撤掉阳极正向电压，或者加大电阻，又或者给阳极换上反向电压，来让晶闸管电流酿成小曲到接近0，从而关断晶闸管。
05、晶闸管有什么长处/缺点？
晶闸管的长处良多，例如：
以小功率掌握大功率，功率放大倍数高达几十万倍；
反响极快，在微秒级内开通、关断；
无触点运行，无火花、无噪声；
效率高，成本低等。
因而，晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路中得到普遍的利用，特殊是在大功率UPS供电系统中。
晶闸管的弱点：静态及动态的过载才能较差，随便受骚乱而误导通。
06、为什么晶闸管能处置大电流？
晶闸管能够用弱信号掌握强信号，能在大电流下工做，属于大功率器件。晶闸管用几十到一二百毫安电流，两到三伏的电压能够掌握几十安、千余伏的工做电流电压，换句话说，它的功率放大倍数能够到达数十万倍以上。因为元件的功率增益能够做得很大，所以在许多晶体管放大器功率达不到的场所，它能够发扬感化。
那晶闸管是若何做到功率放大良多倍的呢？因为晶闸管本身的正反应感化。
如上面提到的那样，当晶闸管在正向门极电压下，从门极G流进电流Ig，颠末NPN管V2和PNP管V1的放大，Ig增大到：
Ig（如今）=β1*β2*Ig（本来）
增大后的Ig再流经NPN管的发射结，从而进步放大系数β2，产生足够大的集电极电流IC2流过PNP管的发射结，并进步了PNP管的电放逐大系数β1，产生更大的集电极电流IC1流经NPN管的发射结，如许强烈的正反应过程敏捷停止，曲至V1和V2饱和导通。
晶体管的放大系数β一般情状下在几十到100多的范畴内，因而晶闸管功率放大倍数能够到达数十万倍以上。
07、晶闸管和三极管有什么区别？
功用纷歧样：晶体管的功用是检波、整流、放大、开关、稳压、信号调造等。而通俗晶闸管的功用则是可控整流（所以晶闸管也喊做可控硅）。
长处纷歧样：晶闸管的长处是以小电流（电压）掌握大电流（电压）感化，并体积小、轻、功耗低、效率高、开关敏捷等。晶体管的长处则是输进电阻高、噪声小、功耗低、动态范畴大、易于集成、没有二次击穿现象、平安工做区域宽等。
分类纷歧样：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。晶体管次要分为两大类：双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。晶闸管按其关断、导通及掌握体例可分为通俗晶闸管、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。
结语：
自1957年降生以来，颠末几十年的开展，现在的晶闸管已普遍的利用在各类电路,以及电子设备中。跟着新素材的呈现，新工艺的摘用，单只晶闸管的电流容量从几安开展到几千安，耐压品级从几百伏进步到几千伏，工做频次大大进步，器件的动态参数也有很大改进。将来跟着利用范畴的拓展，晶闸管将陆续沿着高电压、大电流、快速、模块化、功率集成化、廉价的标的目的开展。