晶闸管器件的构造与工作原理

晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种集成式半导体器件。单向晶闸管的结构、符号及测量电路如图4-22所示。

图4-22 晶闸管器件的结构、符号及测量电路

晶闸管为具有3个PN结的4层结构，由最外层的P层、N层引出两个电极——阳极A和阴极K，是工作电流回路。由中间的P层引出门极G。电路符号接近二极管，但是多了一个引出电极——门极或称栅极G，K-G极之间，又称作栅阴结，是触发电流的回路。

从控制原理上，晶闸管可等效为一只PNP晶体管与一只NPN晶体管的连接电路，两管的基极电流和集电极电流互为通路，具有强烈的正反馈作用。一旦从G、K回路输入NPN管子的基极电流，由于正反馈作用，两管将迅即进入饱和导通状态。晶闸管导通之后，它的导通状态完全依靠管子本身的正反馈作用来维持。当其导通后，即使控制电流（电压）消失，晶闸管仍处于导通状态。控制信号U_GK的作用仅仅是触发晶闸管使其导通。一般采用直流或脉冲触发信号，采用脉冲信号主要是为了降低触发功耗。

单向晶闸管的导通和截止均需要两个条件。(www.xing528.com)

单向晶闸管的导通条件：

1）阳极A、阴极K之间加正向电压；2）门极G和阴极K之间输入一个正向触发电流信号，无论是直流或脉冲信号。

晶闸管的截止条件：1）使正向导通电流值小于其工作维持电流值；2）使A、K之间电压反向。

可见，晶闸管器件若用于直流电路，一旦为触发信号导通，并保持一定幅度的流通电流的话，则晶闸管会一直保持导通状态。除非将电源开断一次，才能使其截止。若用于交流电路，在其承受正向电压期间，若接受一个触发信号，则一直保持导通，直到电压过零点到来，因无流通电流而自行截止；在承受反向电压期间，即使送入触发信号，晶闸管也因A、K间电压反向，而保持于截止状态。

晶闸管器件因工艺上的离散性，其触发电压、触发电流值与导通压降很难有统一的标准。晶闸管器件控制本质上如同晶体管一样，为电流控制器件。功率越大，所需触发电流也越大。触发电压范围一般为1.5～3V，触发电流为10到几百mA。峰值触发电压不宜超过10V，峰值触发电流也不宜超过2A。A、K间导通压降为1～2V以内。主要工作参数有正、反向耐压值和正向平均电流、触发电流（电压）值、维持电流值等。