可控硅工作原理及参数详解

可控硅全称“可控硅整流元件”（Silicon Controlled Rectifier），简写为SCR，别名晶体闸流管（Thyristor），是一种具有三个PN结、四层结构的大功率半导体器件。可控硅体积小、结构简单、功能强，可起到变频、整流、逆变、无触点开关等多种作用，因此现已被广泛应用于各种电子产品中，如调光灯、摄像机、遥控、组合音响等。

其原理图符号如下图所示：

从可控硅的电路符号可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，只是多了一个控制极G，正是它使得可控硅具有与二极管完全不同的工作特性。可控硅是可以处理耐高压、大电流的大功率器件，随着设计技术和制造技术的进步，越来越大容量化 。

可控硅的基本结构如下图所示：

三个PN结（J1、J2、J3）组成4层P1-N1-P2-N2结构的半导体器件对外有三个电极，由最外层P型半导体材料引出的电极作为阳极A，由中间的P型半导体材料引出的电极称为控制极G，由最外层的N型半导体材料引出的电极称为阴极K，它可以等效成如图所示的两只三极管电路。

下面我们来看看可控硅的工作原理：

如下图所示，初始状态下，电压VAK施加到可控硅的A、K两个端，此时三极管Q1与Q2都处于截止状态，两者地盘互不侵犯。

此时VAK电压全部施加到A、K两极之间，这个允许施加的最大电压VAK即断态重复峰值电压VDRM（Peak Repetitive Off-State Voltage），相应的有断态重复峰值电流IDRM（Peak Repetitive Off-State Current）

如下图所示，电压VGK施加到G、K两极后，Q2的发射结因正向偏置而使其导通，从而产生了基极电流IB2，此时Q2尚处于截止状态，可控硅阳极电流IA为0，Q1的基极电流IB1也为0，电阻R2上也没有压降，因此Q2的集电极-发射电压VCE2为VAK，这个电压值通常远大于VBE2，即使是在测试数据手册中的参数时，VAK也至少有6V，实际应用时VAK会有几百伏，因此，三极管Q2的发射结正偏、集电结反偏，开始处于放大状态。可控硅触发电压多少伏

只有在G、K加上正向电压后，才可以触发可控硅的导通，这个触发电压的最小值称为门极触发电压VGT（Gate Trigger Voltage），这个值就是一个PN结的结电压（不是电池电压VGK），此时流过控制极的电流称为门极触发电流IGT（Gate Trigger Voltage）

刚刚进入放大状态（微导通）的三极管Q2将基极电流IB2进行放大，相应集电极的电流为IC2，其值为（IB2×β2），尽管放大了β2倍，但此时的IC2还比较小，因此IA与IB1也比较小（但是已经不为0了），电阻R2中也有微小电流，可以看成一个完整的电流回路，但此时的Q2的集电极-发射极压降仍然很大。

电路ic1的与水感应器最低液位相连的交相器的输出端与一三极管v7基极相连，该三极管v7的输出端连有一rc滤波电路，该三极管v7的集电极和发射极之间还连有一带锁定的开关k5，该三极管的集电极还与一作定时器用的ic3相连，定时器ic3的第三脚在与一限流电阻r22相连后与控制继电器j的pnp三极管v6的基极相连，定时器ic3的第三脚还通过电阻r35与npn三极管v13的基极相连，三极管v13输出端与一音乐集成电路i相连。1.一种机顶盒为卫星天线高频头供电的供电电路，其特征在于:所述机顶盒由两输出端与供电电路连接，供电电路的输出端与高频头连接，所述供电电路包括三极管ql、三极管q2，电阻r10、电阻r11、电阻r12，二极管d10、二极管dll和二极管d12，机顶盒一输出端给电阻rlo的第一端输出极化信号，电阻rlo的第二端连接三极管ql的基极，三极管ql的集电极接地，三极管ql的发射极与电阻rll的第一端连接。电阻r20的另一端通过电阻r21连接到三极管q13的集电极， 三极管q13发射极接地，13/18v电压控制信号通过电阻r22接到三极管q13的基极。所述第二部分电路包括二极管d5、三极管q9、q14、电阻r23、r24、以及可恢复保险丝f5，二极管d8的阴极连接到二极管d5的阳极和三极管q9的发射极，三极管q9的集电极连接到二极管d5的阴极，二极管d5的阴极通过可恢复保险丝f5连接到高频头的电源端，三极管q9的基极通过电阻r23连接到三极管q14的集电极，三极管q14的发射极接地，22k开关信号或diseqc控制信号通过电阻r24连接到三极管q14的基极。

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