可控硅工作原理

介绍可控硅工作原理：从单向到双向的深入解析

对于许多小伙伴来说，可控硅的工作原理可能是一个神秘的领域。今天，让我们跟随趣谈网小编的脚步，一起揭开这个科技奥秘的面纱。

可控硅，也称晶闸管，是一种可控整流电子元件。它分为单向可控硅和双向可控硅两种类型。

一、单向可控硅（晶闸管）的结构原理

单向可控硅是一种具有单向导电性的半导体器件。在外部控制信号的作用下，它可以从关断状态变为导通状态。一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能通过去除负载或降低其两端电压来实现关断。单向可控硅的结构是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件。与二极管相比，它在正向导通时受到控制极电流的控制；与三极管相比，它的差异在于控制极电流没有放大作用。

二、双向可控硅（晶闸管）的结构原理

双向可控硅具有两个方向轮流导通、关断的特性。实质上，它是两个反并联的单向可控硅。它是由NPNPN五层半导体形成四个PN结构成，有三个电极的半导体器件。由于其主电极的构造是对称的，所以它的电极不像单向可控硅那样分别叫阳极和阴极，而是根据控制极的位置来命名。双向可控硅的主要缺点是承受电压上升率的能力较低，需要采取相应的保护措施。它主要用于交流控制电路，如温度控制、灯光控制等。

以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，始于1957年。因其特性类似于真空闸流管，被国际通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T。晶闸管在静止整流方面的应用，使其又被称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。

可控硅的性能独特，不仅具有单向导电性，更具备可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。尽管它以毫安级的电流进行控制，却能够驱动大功率的机电设备。如果超出其功率范围，因其开关损耗显著增加，允许通过的平均电流会相应降低。需要降级使用。

可控硅的优点众多，例如以小功率控制大功率的能力，功率放大倍数高达几十万倍；快速响应，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等。它也存在一些缺点，如静态及动态的过载能力较差，容易受干扰而误导通。

从外形上看，可控硅主要有螺栓形、平板形和平底形等。不管外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。

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