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可控硅是可控硅整流元件的簡稱，是一種具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，一般由兩可控硅反向連接而成。它的功用不僅是整流，還可以用作無觸點(diǎn)開關(guān)以快速接通或切斷電路，實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等。可控硅和其它半導(dǎo)體器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭相采用的元件。
可控硅（又叫晶閘管）T在工作過程中，它的陽極A和陰極K與電源和負(fù)載連接，組成可控硅的主電路，可控硅的門極G和陰極K與控制可控硅的裝置連接，組成可控硅的控制電路。
雙向可控硅屬于NPNPN五層器件，三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向?qū)?，故除門極G以外的兩個電極統(tǒng)稱為主端子，用T1、T2。表示，不再劃分成陽極或陰極。其特點(diǎn)是，當(dāng)G極和T2極相對于T1，的電壓均為正時，T2是陽極，T1是陰極。反之，當(dāng)G極和T2極相對于T1的電壓均為負(fù)時，T1變成陽極，T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性由于正、反向特性曲線具有對稱性，所以它可在任何一個方向?qū)ā?
從可控硅的內(nèi)部分析工作過程：
可控硅是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個PN結(jié)，可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復(fù)合管。
當(dāng)可控硅承受正向陽極電壓時，為使晶閘管導(dǎo)通，必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。圖2中每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此，兩個互相復(fù)合的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門極電流Ig流入時，就會形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通，晶體管飽和導(dǎo)通。
設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2;發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik;電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，設(shè)流過J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0,
可控硅的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：
Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0
若門極電流為Ig,則可控硅陰極電流為Ik=Ia+Ig
從而可以得出可控硅陽極電流為:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2)) (1-1)
硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化如圖三所示。
當(dāng)可控硅承受正向陽極電壓，而門極未受電壓的情況下，式(1-1)中，Ig=0,(a1+a2)很小，故可控硅的陽極電流Ia≈Ic0 晶閘關(guān)處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽極電壓下，從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。從圖3，當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時，式(1-1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。可控硅已處于正向?qū)顟B(tài)。
式(1-1)中，在可控硅導(dǎo)通后，1-(a1+a2)≈0,即使此時門極電流Ig=0，晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。可控硅在導(dǎo)通后，門極已失去作用。
在可控硅導(dǎo)通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時，由于a1和a1迅速下降，當(dāng)1-(a1+a2)≈0時，可控硅恢復(fù)阻斷狀態(tài)。
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