什么是晶閘管-SCR-晶閘管符號-工作原理及類型等基礎知識

描述什么是晶閘管或可控硅整流器的總結或概述，SCR，提供晶閘管電路符號、晶閘管工作原理和類型等的詳細信息，以及晶閘管控制的實現方式。

有時已知的晶閘管或可控硅整流器（SCR）在許多方面似乎是不尋常的電子元器件，但它們對于控制電源電路特別有用。

因此，這些電子元器件用于許多功率控制應用，通常在電流和電壓水平相對較高的情況下。晶閘管還可用于低功率應用，包括光控制，以及電源保護和許多其他應用。晶閘管使用簡單，價格便宜，是許多電路的理想選擇。

晶閘管的想法并不新鮮。該設備的想法最初是由晶體管的發明者之一William Shockley于1950年提出的。雖然幾年后其他人對該設備進行了一些調查，但直到20世紀60年代初它們才可以使用。在引入晶閘管之后，它們很快成為電源電路的流行。

高電流晶閘管/ SCR圖

什么是晶閘管？

晶閘管可以被認為是相當不尋常的電子元器件形式，因為它由四層不同摻雜的硅組成，而不是傳統的雙極晶體管的三層。傳統的晶體管可能具有pnp或npn結構，其電極稱為集電極，基極和發射極，晶閘管具有pnpn結構，外層的電極稱為陽極（n型）和陰極（p型） ）。SCR的控制端子被稱為柵極，并且它連接到鄰接陰極層的p型層。

晶閘管/ SCR的基本結構-可控硅整流器

晶閘管通常由硅制成，但理論上可以使用其他類型的半導體。使用硅作為晶閘管的第一個原因是硅是其整體性能的理想選擇。它能夠處理高功率應用所需的電壓和電流。此外，它具有良好的熱性能。第二個主要原因是硅技術已經很成熟，并且它被廣泛用于各種半導體電子元器件。因此，半導體制造商使用它非常便宜且容易。

晶閘管應用

晶閘管或可控硅整流器，SCR用于許多電子領域，它們可用于各種不同的應用。下面列出了一些比較常見的應用程序：

• 交流電源控制（包括燈，電機等）。

• 交流電源切換。

• 用于電源的過壓保護撬棍。

• 相角觸發控制器中的控制元件。

• 在照相閃光燈內，它們用作通過閃光燈釋放存儲電壓的開關，然后在所需時間將其切斷。

晶閘管能夠切換高壓并承受反向電壓，因此非常適合開關應用，特別是在交流情況下。

晶閘管發現

晶閘管的想法最初由Shockley于1950年描述。它被稱為具有pn鉤 - 集電極的雙極晶體管。Ebers在1952年進一步分析了該操作的機制。

然后在1956年，Moll研究了晶閘管的開關機制。開發工作仍在繼續，人們對該設備的了解越來越多，以至于第一款可控硅整流器在20世紀60年代初開始出現，它開始在電源開關中獲得顯著的普及。

當GE推出他們的設備時，他們使用術語可控硅整流器或SCR，因為它只在一個方向上進行并且是可控的。他們使用SCR作為其產品的商標。

晶閘管符號和基礎知識

晶閘管或可控硅整流器，SCR是具有許多不尋常特性的器件。它有三個端子：陽極，陰極和柵極，反射熱電子閥/真空管技術?？梢灶A期，柵極是控制端子，而主電流在陽極和陰極之間流動。

從下面所示的電路符號可以想象，該器件是“單向器件”，為其提供了可控硅整流器的GE名稱。因此，當設備與AC一起使用時，它最多只能進行一半的循環。

在操作中，晶閘管或SCR最初不會導通。它需要一定水平的電流才能在門中流動以“觸發”它。一旦點火，晶閘管將保持導通，直到陽極和陰極兩端的電壓被消除 - 這顯然發生在晶閘管導通的半周期結束時。由于整流器動作，下一個半周期將被阻止。然后，它將需要門電路中的電流再次觸發SCR。

用于電路圖或電路的可控硅整流器，SCR或晶閘管符號旨在強調其整流器特性，同時還顯示控制柵極。結果，晶閘管符號顯示傳統的二極管符號，控制柵極進入結點附近。

晶閘管或SCR電路符號

關于晶閘管電路和設計的注意事項：

晶閘管或SCR具有以下特性：當柵極接收觸發電流時，它觸發晶閘管使電流流動，直到陽極和陰極之間的電壓被移除。這使得晶閘管能夠切換高電壓和電流，盡管它僅在周期的一半以上。電路可以調暗燈光，控制電機并通常切換高壓和電流。

晶閘管規格

為了為任何電路選擇正確的晶閘管器件，有必要研究數據表并確保器件具有適合所需電路或應用的特性。

晶閘管是相當獨特的電子元器件，它們的規格和數據表參數與更廣泛使用的晶體管和FET等不同。

其他類型的晶閘管或SCR

晶閘管有許多不同類型 - 這些是基本元件的變體，但它們提供了不同的功能，可以在各種情況下使用，并且可能對某些電路有用。

• 反向導通晶閘管，RCT： 雖然晶閘管通常阻止反向電流，但有一種形式稱為反向導通晶閘管，它有一個集成的反向二極管以反向傳導，盡管在這個方向上沒有控制。

在反向導通晶閘管內，器件本身和二極管不會同時導通。這意味著它們不會同時產生熱量。因此，它們可以集成在一起并冷卻。

RCT可用于需要反向或續流二極管的地方。反向導通晶閘管通常用于變頻器和逆變器。

• 柵極輔助關斷晶閘管，GATT： GATT用于需要快速關斷的情況。為了有助于該過程，有時可以施加負柵極電壓。除了降低陽極陰極電壓。該反向柵極電壓有助于排出存儲在n型基極區域上的少數載流子，并且確保柵極 - 陰極結不被正向偏置。

GATT的結構類似于標準晶閘管的結構，除了窄陰極條通常用于使柵極具有更多控制，因為它更接近陰極的中心。

• 柵極關斷晶閘管，GTO： GTO有時也稱為柵極關斷開關。該器件在晶閘管系列中是不常見的，因為它可以通過簡單地向柵極施加負電壓來關閉 - 不需要去除陽極陰極電壓。請參閱本系列的更多頁面，更全面地描述GTO。

• 非對稱晶閘管： 該器件用于晶閘管看不到反向電壓的電路中，因此不需要整流器功能。因此，可以使第二結（通常稱為J2）更薄。得到的n基極區域提供減小的V on以及改善的導通時間和關閉時間。

晶閘管廣泛用于模擬電子設備的許多領域。晶閘管電路可用于許多電源應用，因為這些電子元器件非常容易切換高電流。除此之外，這些電子元器件非常便宜并且可以廣泛使用。

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