可控硅
可控硅是硅可控整流元件的简称，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。按其工作特性，可控硅（THYRISTOR)可分为普通可控硅（SCR）即单向可控硅、双向可控硅（TRIAC)和其它特殊可控硅。
可控硅的主要参数
非过零触发-无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通可控硅，常见的是移相触发，即通过可控硅的主要参数
1、额定通态平均电流IT在一定条件下，阳极---阴极间可以连续通过的50赫兹正弦半波电流的平均值。
2、正向阻断峰值电压VPF 在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导能电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。
3、反向阴断峰值电压VPR当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时，不能超过手册给出的这个参数值。
4、控制极触发电流Ig
1、触发电压VGT在规定的环境温度下，阳极---阴极间加有一定电压时，可控硅从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。
5、维持电流IH在规定温度下，控制极断路，维持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。
近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频应用的快速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。
可控硅的触发
过零触发-一般是调功，即当正弦交流电电压相位过零点触发，必须是过零点才触发，导通可控硅。
非过零触发-无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通可控硅，常见的是移相触发，即通过改变正弦交流电的导通角（角相位），来改变输出百分比。
可控硅的主要参数
可控硅的主要参数:
1额定通态电流（IT)即最大稳定工作电流，俗称电流。常用可控硅的IT一般为一安到几十安。
2反向重复峰值电压（VRRM)或断态重复峰值电压（VDRM），俗称耐压。常用可控硅的VRRM/VDRM一般为几百伏到一千伏。
3控制极触发电流（IGT)，俗称触发电流。常用可控硅的IGT一般为几微安到几十毫安。
可控硅的常用封装形式
常用可控硅的封装形式有TO-
92、TO-
126、TO-
202AB、TO-
220、TO-
220AB、TO-3P、SOT-
89、TO-
251、TO-252等。改变正弦交流电的导通角（角相位），来改变输出百分比。
单向可控硅参数_单向可控硅管的主要参数
一、单向可控硅参数_额定通态平均电流IT（AV）
在环境温度为+40℃及规定的散热条件、纯电阻负载、元件导通角大于己于170°电角度时，可控硅所允许的单相工频正弦半波电流在一个周期内的最大平均值。
二、单向可控硅管的参数_通态平均电压UT（AV）
在规定环境、温度散热条件下，元件通以额定通态平均电流，结温稳定时，阳极和阴极间电压平均值。三、单向可控硅参数_控制极触发电压UGT
在室温下，阳极和阴极间加6V电压时，使可控硅从截止变为完全导通所需的最小控制极直流电压。
四、单向可控硅管的参数_控制极触发电流IGT
在室温下，阳极和阴极间加6V电压时，使可控硅从截止变为完全导通所需的控制极最小直流电流。
五、单向可控硅参数_断态重复峰值电压UPFV
在控制极断开和正向阻断的条件下，阳极和阴极间可重复施加的正向峰值电压。其数值规定为断态下重复峰值电压UPSM的80%。
六、单向可控硅管的参数_反向重复峰值电压UPRV
在控制极断开的条件下，阳极和阴极之间可重复施加的反向峰值电压。其数值规定为反向不重复峰值电压URSM的80%。
一般把UPFV和UPRV中较小的数值作为元件的额定电压。
七、单向可控硅参数_维持电压IH
在室温和控制极断路时，可控硅从较大的通态电流降至刚好能保持元件处于通态的最小电流，一般为几十到一百多mA。
如果通过的正向电流小于此值，可控硅就不能继续保持导通而自行截止。
参数符号说明:
IT(AV)--通态平均电流
VRRM--反向重复峰值电压
IDRM--断态重复峰值电流
ITSM--通态一个xx不重复浪涌电流
VTM--通态峰值电压
IGT--门极触发电流
VGT--门极触发电压
IH--维持电流
dv/dt--断态电压临界上升率
di/dt--通态电流临界上升率
Rthjc--结壳热阻
VISO--模块绝缘电压
Tjm--额定结温
VDRM--通态重复峰值电压
IRRM--反向重复峰值电流
IF(AV)--正向平均电流
单向可控硅-SCRs器件型号MCR100-6 封装形式:
TO-92Package→
脚位排列:
C-G-A
主要参数:
电流-IT(RMS):
0.8A
电压-VDRM:
≥400V
触发电流:
IGT:10~30μA IGT:30~60μA
元件品牌,型号MCR100-6电流
0.8（A）
电压400（V）
触发电流（A）
结温110（℃）.
单向可控硅-SCRs器件型号:
MCR100-8
封装形式:
TO-92脚位排列:
K-G-A
主要参数
电流-IT(RMS):
0.8A
电压-VDRM:
≥600V
触发电流:
IGT:
5~15 uA
IGT:
30~60 uA元件.
型号MCR100-8
电流
0.8（A）
电压600（V）
触发电流10-60u（A）结温110（℃IGT:
10~30 uA
晶闸管的主要参数 (1) 断态不重复峰值电压U DSM 门极开路时，施加于晶闸管的阳极电压上升到正向伏安特性曲线急剧转折处所对应的电压值UDSM 。 它是一个不能重复，且每次持续时间不大于10ms的断态最大脉冲电压。 UDSM 值应小于转折电压U b0 。 (2) 断态重复峰值电压U DRM 晶闸管在门极开路而结温为额定值时，允许重复加于晶闸管上的正向断态最大脉冲电压。 每秒50次每次持续时间不大于10ms， 规定U DRM 为U DSM 的90%。 (3) 反向不重复峰值电压U RSM 门极开路，晶闸管承受反向电压时，对应于反向伏安特性曲线急剧转折处的反向 峰值电压值U RSM 。 它是一个不能重复施加且持续时间不大于10ms的反向脉冲电压。反向不重复峰 值电压U RSM 应小于反向击穿电压。 (4) 反向重复峰值电压U RRM 晶闸管在门极开路而结温为额定值时，允许重复加于晶闸管上的反向最大脉冲电压。 每秒50次每次持续时间不大于10ms。 规定U RRM 为U RSM 的90%。 (5) 额定电压UR 断态重复峰值电压UDRM和反向重复峰值电压URRM两者中较小的一个电压值规定为额定电压U R 。 在选用晶闸管时，应该使其额定电压为正常工作电压峰值U M 的2~3倍，以作为安全裕量。 (6)通态峰值电压U TM 规定为额定电流时的管子导通的管压降峰值。 一般为~，且随阳极电流的增加而略为增加。 额定电流时的通态平均电压降一般为1V左右。 (7) 通态平均电流I T (AV） 在环境温度为+40℃和规定的散热冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载的单相、工频正弦半波导电，结温稳定在额定值125°时，所允许通过的最大电流平均值。 ——允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 选用一个晶闸管时，要根据所通过的具体电流波形来计算出容许使用的电流有效值，该值要小于晶闸管额定电流对应的有效值。晶闸管才不会损坏。 设单相工频正弦半波电流峰值为Im时通态平均电流为： 正弦半波电流有效值为： 有效值与通态平均电流比值为： 则有效值为： 根据有效值相等原则来计算晶闸管的额定电流。 若电路中实际流过晶闸管的电流有效值为I，平均值I d ，
可控硅-晶闸管的几种典型应用电路 描述： ＳＣＲ半波整流稳压电源。如图４电路，是一种输出电压为＋１２Ｖ的稳压电源。该电路的特点是变压器Ｂ将２２０Ｖ的电压变换为低压（１６～２０Ｖ），采用单向可控硅ＳＣＲ半波整流。ＳＣＲ的门极Ｇ从Ｒ１、Ｄ１和Ｄ２的回路中的Ｃ点取出约１３．４Ｖ的电压作为ＳＣＲ门阴间的偏置电压。电容器Ｃ１起滤波和储能作用。在输出ＣＤ端可获得约＋１２Ｖ的稳压。晶闸管，又称可控硅（单向ＳＣＲ、双向ＢＣＲ）是一种４层的（ＰＮＰＮ）三端器件。在电子技术和工业控制中，被派作整流和电子开关等用场。在这里，笔者介绍它们的基本特性和几种典型应用电路。 １．锁存器电路。图１是一种由继电器Ｊ、电源（＋１２Ｖ）、开关Ｋ１和微动开关Ｋ２组成的锁存器电路。当电源开关Ｋ１闭合时，因Ｊ回路中的开关Ｋ２和其触点Ｊ－１是断开的，继电器Ｊ不工作，其触点Ｊ－２也未闭合，所以电珠Ｌ不亮。一旦人工触动一下Ｋ２，Ｊ得电激活，对应的触点Ｊ－１、Ｊ－２闭合，Ｌ点亮。此时微动开关Ｋ２不再起作用（已自锁）。要使电珠Ｌ熄灭，只有断开电源开关Ｋ１使继电器释放，电珠Ｌ才会熄灭。所以该电路具有锁存器（Ｊ－１自锁）的功能。 图２电路是用单向可控硅ＳＣＲ代替图１中的继电器Ｊ，仍可完成图１的锁存器功能，即开关Ｋ１闭合时，电路不工作，电珠Ｌ不亮。当触动一下微动开关Ｋ２时，ＳＣＲ因电源电压通过Ｒ１对门极加电而被触发导通且自锁，Ｌ点亮，此时Ｋ２不再起作用，要使Ｌ熄灭，只有断开Ｋ１。由此可见，图２电路也具有锁存器的功能。图２与图１虽然都具有锁存器功能，但它们的工作条件仍有区别：（１）图１的锁存功能是利用继电器触点的闭合维持其Ｊ线圈和Ｌ的电流，但图２中，是利用ＳＣＲ自身导通完成锁存功能。（２）图１的Ｊ与控制器件Ｌ完全处于隔离状态，但图２中的ＳＣＲ与Ｌ不能隔离。所以在实际应用电路中，常把图１和图２电路混合使用，完成所需的锁存器功能。 ２．单向可控硅ＳＣＲ振荡器。图３电路是利用ＳＣＲ的锁存性制作的低频振荡器电路。图中的扬声器ＬＳ（８Ω／０．５Ｗ）作为振荡器的负载。当电路接上电源时，由于电源通过Ｒ１对Ｃ１充电，初始时，Ｃ１电压很低，Ａ、Ｂ端的电位器Ｗ的分压不能触发ＳＣＲ，ＳＣＲ不导通。当Ｃ１充得电压达到一定值时，Ａ、Ｂ端电压升高，ＳＣＲ被触发而导通。一旦ＳＣＲ导通，电容器Ｃ１通过ＳＣＲ和ＬＳ放电，结果Ａ、Ｂ端的电压又下降，当Ａ、Ｂ端电压下降到很低时，又使ＳＣＲ截止，一旦ＳＣＲ截止，电容器Ｃ１又通过Ｒ１充电，这种充放电过程反复进行形成电路的振荡，此时ＬＳ发出响声。电路中的Ｗ可用来调节ＳＣＲ门极电压的大小，以达到控制振荡器的频率变化。按图中元件数据，Ｃ１取值为０．２２～４μＦ，电路均可正常工作。 ３．ＳＣＲ半波整流稳压电源。如图４电路，是一种输出电压为＋１２Ｖ的稳压电源。该电路的特点是变压器Ｂ将２２０Ｖ的电压变换为低压（１６～２０Ｖ），采用单向可控硅ＳＣＲ半波整流。ＳＣＲ的门极Ｇ从Ｒ１、Ｄ１和Ｄ２的回路中的Ｃ点取出约１３．４Ｖ的电压作为ＳＣＲ门阴间的偏置电压。电容器Ｃ１起滤波和储能作用。在输出ＣＤ端可获得约＋１２Ｖ的稳压。电路工作时，当Ａ点低压交流为正半周时，ＳＣＲ导通对Ｃ１充电。当充电电压接近Ｃ点电压或交流输入负半周时，ＳＣＲ截止，所以Ｃ１上充得电压（即输出端ＣＤ）不会高于Ｃ点的稳压值。只有储能电容Ｃ１输出端对负载放电，其电压低于Ｃ点电压时，在Ａ点的正半周电压才会给Ｃ１即时补充充电，以维持输出电压的稳定。图４电路与电池配合已成功用于某设备作后备电源。该稳压电源，按图中参数其输出电流可达２～３Ａ。
双向可控硅好坏检测方法 双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是比较理想的交流开关器件。其英文名称TRIAC即三端双向交流开关之意。 1.双向可控硅的检测 方法一： 测量极间电阻法。将万用表置于皮R×1k档，如果测得T2－T1、T2－G之间的正反向电阻接近∞，而万用表置于R×10档测得T1－G之间的正反向电阻在几十欧姆时，就说明双向可控硅是好的，可以使用；反之，若测得T2－T1，、T2－G之间的正反向电阻较小甚或等于零．而Tl－G之间的正反向电阻很小或接近于零时．就说明双向可控硅的性能变坏或击穿损坏。不能使用；如果测得T1－G之间的正反向电阻很大(接近∞)时，说明控制极G与主电极T1之间内部接触不良或开路损坏，也不能使用。 方法二： 检查触发导通能力。万用表置于R×10档：①如图,1(a)所示，用黑表笔接主电极T2，红表笔接T1，即给T2加正向电压，再用短路线将G与T1(或T2)短接一下后离开，如果表头指针发生了较大偏转并停留在一固定位置，说明双向可控硅中的一部分(其中一个单向可控硅)是好的，如图1(b)所示，改黑表笔接主电极T1，红表笔接T2，即给T1加正向电压，再用短路线将G与T1(或T2)短接一下后离开，如果结果同上，也证明双向可控硅中的另一部分(其中的一个单向可控硅是好的。测试到止说明双向可控硅整个都是好的，即在两个方向(在不同极性的触发电压证）均能触发导通。 图1判断双向可控硅的触发导通能力 方法三： 检查触发导通能力。如图2所示．取一只10uF左右的电解电容器，将万用表置于R×10k档(V电压)，对电解电容器充电3~5s后用来代替图1中的短路线，即利用电容器上所充的电压作为触发信号，然后再将万用表置于R×10档，照图2(b)连接好后进行测试。测试时，电容C的极性可任意连接，同样是碰触
晶闸管二极管主要参数及其含义 IEC标准中用来表征晶闸管二极管性能特点的参数有数十项但用户经常用到的有十项左右本文就晶闸管二极管的主要参数做一简单介绍 1、正向平均电流I F(AV) (整流 管) 通态平均电流I T(AV) (晶闸管) 是指在规定的散热器温度T HS 或管壳温度 T C 时,允许流过器件的最大正弦半 波电流平均值此时器件的结温已达到其最高允许温度T jm 仪元公司产品手册中均 给出了相应通态电流对应的散热器温度T HS 或管壳温度 T C 值用户使用中应根据实 际通态电流和散热条件来选择合适型号的器件 2、正向方均根电流I FRMS (整流管) 通态方均根电流I TRMS (晶闸管) 是指在规定的散热器温度T HS 或管壳温度 T C 时,允许流过器件的最大有效电 流值用户在使用中须保证在任何条件下流过器件的电流有效值不超过对应壳温下的方均根电流值 3、浪涌电流I FSM (整流管)I TSM (晶闸管) 表示工作在异常情况下器件能承受的瞬时最大过载电流值用10ms底宽正弦半波峰值表示仪元公司在产品手册中给出的浪涌电流值是在器件处于最高允许 结温下施加80% V RRM 条件下的测试值器件在寿命期内能承受浪涌电流的次数是有限的用户在使用中应尽量避免出现过载现象
4、断态不重复峰值电压V DSM 反向不重复峰值电压V RSM 指晶闸管或整流二极管处于阻断状态时能承受的最大转折电压一般用单脉冲测试防止器件损坏用户在测试或使用中应禁止给器件施加该电压值以免损坏器件 5、断态重复峰值电压V DRM 反向重复峰值电压V RRM 是指器件处于阻断状态时断态和反向所能承受的最大重复峰值电压一般取器件不重复电压的90%标注高压器件取不重复电压减100V标注用户在使用中须保证在任何情况下均不应让器件承受的实际电压超过其断态和反向重复峰值电压 6、断态重复峰值漏电流I DRM 反向重复峰值漏电流I RRM 为晶闸管在阻断状态下承受断态重复峰值电压V DRM 和反向重复峰值电压V RRM 时流过 元件的正反向峰值漏电流该参数在器件允许工作的最高结温Tjm下测出 7、通态峰值电压V TM (晶闸管) 正向峰值电压V FM (整流管)
场效应管的选型及应用概览 场效应管广泛使用在模拟电路与数字电路中，和我们的生活密不可分。场效应管的优势在于：首先驱动电路比较简单。场效应管需要的驱动电流比BJT则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路驱动；其次场效应管的开关速度比较迅速，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应；另外场效应管没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低，还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。场效应管已经得到了大量应用，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。 近年来，随着汽车、通信、能源、消费、绿色工业等大量应用场效应管产品的行业在近几年来得到了快速的发展，功率场效应管更是备受关注。据预测，2010-2015年中国功率MOSFET市场的总体复合年度增长率将达到13.7%。虽然市场研究公司 iSuppli 表示由于宏观的投资和经济政策和日本地震带来的晶圆与原材料供应问题，今年的功率场效应管市场会放缓，但消费电子和数据处理的需求依然旺盛，因此长期来看，功率场效应管的增长还是会持续一段相当长的时间。 技术一直在进步，功率场效应管市场逐渐受到了新技术的挑战。例如，业内有不少公司已经开始研发GaN功率器件，并且断言硅功率场效应管的性能可提升的空间已经非常有限。不过，GaN 对功率场效应管市场的挑战还处于非常初期的阶段，场效应管在技术成熟度、供应量等方面仍然占据明显的优势，经过三十多年的发展，场效应管市场也不会轻易被新技术迅速替代。 五年甚至更长的时间内，场效应管仍会占据主导的位置。场效应管也仍将是众多刚入行的工程师都会接触到的器件，本期内容将会从基础开始，探讨场效应管的一些基础知识，包括选型、关键参数的介绍、系统和散热的考虑等为大家做一些介绍。 一.场效应管的基础选型 场效应管有两大类型：N沟道和P沟道。在功率系统中，场效应管可被看成电气开关。当在N沟道场效应管的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。导通时，电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚场效应管的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。 作为电气系统中的基本部件，工程师如何根据参数做出正确选择呢？本文将讨论如何通过四步来选择正确的场效应管。 1）沟道的选择。为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道场效应管。在典型的功率应用中，当一个场效应管接地，而负载连接到干线电压上时，该场效应管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道场效应管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当场效应管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道场效应管，这也是出于对电压驱动的考虑。
晶闸管参数名词解释 1. 反向重复峰值电压（VRRM）：反向阻断晶闸管两端出现的重复最大瞬时值反向电压，包括所有的重复瞬态电压，但不包括所有的不重复瞬态电压。 注：反向重复峰值电压（VRRM）是可重复的，值大于工作峰值电压的最大值电压，如每个周期开关引起的毛疵电压。 2. 反向不重复峰值电压（VRSM）：反向阻断晶闸管两端出现的任何不重复最大瞬时值瞬态反向电压。 1）测试目的：在规定条件下，检验晶闸管的反向不重复峰值电压额定值。 2）测试条件：a）结温：25℃和125℃；b）门极断路；c）脉冲电压波形：底宽近似10mS 的正弦半波；d)脉冲重复频率：单次脉冲；e)脉冲次数：按有关产品标准规定；f)测试电压：反向不重复峰值电压 注：反向不重复峰值电压（VRSM）是外部因素偶然引起的，值一般大于重复峰值电压的最大值电压。通常标准规定VRSM =1.11VRRM。应用设计应考虑一切偶然因素引起的过电压都不得超过不重复峰值电压。 3. 通态方均根电流（IT(RMS)）：通态电流在一个周期内的方均根值。 4. 通态平均电流(IT(AV))：通态电流在一个周期内的平均值。 5. 浪涌电流（ITSM）：一种由于电路异常情况（如故障）引起的，并使结温超过额定结温的不重复性最大通态过载电流。 1）测试目的：在规定条件下，检验晶闸管的通态（不重复）浪涌电流额定值。 2）测试条件：a)浪涌前结温：125℃；b)反半周电压：80％反向重复峰值电压；d)每次浪涌的周波数：一个周波，其导通角应在160度至180度之间 6. 通态电流临界上升率（di/dt）：在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。 1)测试目的：在规定条件下，检验晶闸管的通态电流临界上升率额定值。 2）测试条件：a)加通态电流前结温：125℃；b)门极触发条件：IGM =3～5IGT；c)开通前断态电压VDM=2/3VDRM ；d)开通后通态电流峰值：2 IT（AV）～3IT（AV）；e)t1≥1us；f)重复频率：50HZ；g)通态电流持续时间：5s。 7. I2t值：浪涌电流的平方在其持续时间内的积分值。 1）测试目的：在规定条件下，检验和测量反向阻断三级晶闸管的I2t值 2）测试条件：a)浪涌前结温：125℃；b)浪涌电流波形：正弦半波； 3) I2t测试实质是持续时间小于工频正弦波（1-10ms范围）的一种不重复浪涌电流测试。通过浪涌电流it对其持续时间t积分∫it2dt，即可求得I2t值。 8. 门极平均值耗散功率（PG（AV））：在规定条件下，门极正向所允许的最大平均功率。 1) 测试目的：在规定条件下，检验反向阻断三级晶闸管的门极平均功率额定值 2) 测试条件：a)结温：125℃；b)门极功率：额定门极平均功率；c)测试持续时间：3S；d)主电路条件：阳，阴极间断路。 3）测量程序：a)被测器件加热到规定结温；b)从零缓慢调整电源的输出，使电流表和电压表指示的数字的乘积达到额定门极平均功率PG（AV），并保持3S时间，然后将电源的输出调回零；c)测试后，进行门极触发电流和电压测量，如无异常，则PG（AV）额定值得到确认。 9. 反向重复峰值电流（IRRM）：晶闸管加上反向重复峰值电压时的峰值电流。 10. 断态重复峰值电流（IDRM）：晶闸管加上断态重复峰值电压时的峰值电流。
晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958年将其商业化。晶闸管（Thyristor）是一种包含3个或3个以上PN结，它有三个极：阳极，阴极和门极，能从断态转入通态，或由通态转入断态的双稳态电力电子器件。它泛指所有PNPN类型的开关管，也可表示这类开关管中的任一器件。晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。 自1957年美国贝尔电话实验室将第一只晶闸管用于工业领域以来，由于它的优异性能，很快受到各国重视。随着新材料的出现，新工艺的采用，单只晶闸管的电流容量从几安发展到几千安,耐压等级从几百伏提高到几千伏,工作频率大大提高，器件的动态参数也有很大改进。80年代普通晶闸管的耐压等级和通流能力达到3500A/6500V,可关断晶闸管达3000A/4500V。随着应用领域的拓展,晶闸管正沿着高电压、大电流、快速、模块化、功率集成化、廉价的方向发展。 其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。
晶闸管在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。 晶闸管为半控型电力电子器件，它的工作条件如下： 1.晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。 2.晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时 晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。 3.晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保 持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。 4.晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。
可控硅 可控硅是硅可控整流元件的简称，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。按其工作特性，可控硅（THYRISTOR)可分为普通可控硅（SCR）即单向可控硅、双向可控硅（TRIAC)和其它特殊可控硅。 可控硅的主要参数 非过零触发-无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通可控硅，常见的是移相触发，即通过可控硅的主要参数 1、额定通态平均电流IT在一定条件下，阳极---阴极间可以连续通过的50赫兹正弦半波电流的平均值。 2、正向阻断峰值电压VPF 在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导能电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。 3、反向阴断峰值电压VPR当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时，不能超过手册给出的这个参数值。 4、控制极触发电流Ig1 、触发电压VGT在规定的环境温度下，阳极---阴极间加有一定电压时，可控硅从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。
5、维持电流IH在规定温度下，控制极断路，维持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。 近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频应用的快速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。 可控硅的触发 过零触发-一般是调功，即当正弦交流电交流电电压相位过零点触发，必须是过零点才触发，导通可控硅。 非过零触发-无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通可控硅，常见的是移相触发，即通过改变正弦交流电的导通角（角相位），来改变输出百分比。 可控硅的主要参数 可控硅的主要参数: 1 额定通态电流（IT)即最大稳定工作电流，俗称电流。常用可控硅的IT一般为一安到几十安。 2 反向重复峰值电压（VRRM)或断态重复峰值电压（VDRM），俗称耐压。常用可控硅的VRRM/VDRM一般为几百伏到一千伏。 3 控制极触发电流（IGT)，俗称触发电流。常用可控硅的IGT一般为几微安到几十毫安。可控硅的常用封装形式
一、晶闸管的基本结构 晶闸管(Semi ｃo ｎdu ｃｔo ｒC ｏnt ｒoll ｅｄ Ｒe ｃｔifier 简称SCR)是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。它有三个引出电极,即阳极（A ）、阴极(Ｋ）和门极（G)。其符号表示法和器件剖面图如图1所示。 图１ 符号表示法和器件剖面图 普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散Ｐ型杂质(铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质(磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极,在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。 图2、晶闸管载流子分布 二、晶闸管的伏安特性 晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定
的。通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系,如图3所示。 图3 晶闸管的伏安特性曲线 当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏,2J 反偏,外加电压几乎全部降落在2J 结上,2J 结起到阻断电流的作用。随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。当AK V 增大超过BO V 以后,阳极电流突然增大,特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为１Ｖ左右，特性曲线ＣＤ段对应的状态称为导通状态。通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。 当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时,如果使得门极相对于阴极为正,给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数,G I 越大，BO V 越小。如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号,器件仍然然导通。 当晶闸管的阳极相对于阴极为负，只要RO AK V V <， A I 很小,且与G I 基本无关。但反向电压很大时(RO AK V V ≈），通过晶闸管的反向漏电流急剧增大,表现出晶闸管击穿，因此称RO V 为反向转折电压和转折电流。
IEC标准中用来表征晶闸管、二极管性能、特点的参数有数十项，但用户经常用到的有十项左右，本文就晶闸管、二极管的主要参数做一简单介绍。 1．正向平均电流I F(A V)( 整流管) 通态平均电流I T(A V)( 晶闸管) 是指在规定的散热器温度THS或管壳温度T C时,允许流过器件的最大正弦半波电流平均值。此时，器件的结温已达到其最高允许温度Tjm。台基公司产品手册中均给出了相应通态电流对应的散热器温度THS或管壳温度T C值，用户使用中应根据实际通态电流和散热条件来选择合适型号的器件。 2．正向方均根电流I F（RMS）( 整流管) 通态方均根电流I T（RMS）( 晶闸管) 是指在规定的散热器温度THS或管壳温度TC 时,允许流过器件的最大有效电流值。用户在使用中，须保证在任何条件下，流过器件的电流有效值不超过对应壳温下的方均根电流值。3．浪涌电流I FSM(整流管)、I TSM(晶闸管) 表示工作在异常情况下，器件能承受的瞬时最大过载电流值。用10ms底宽正弦半波峰值表示，台基公司在产品手册中给出的浪涌电流值是在器件处于最高允许结温下，施加80% V RRM条件下的测试值。器件在寿命期内能承受浪涌电流的次数是有限的，用户在使用中应尽量避免出现过载现象。 4．断态不重复峰值电压V DSM 反向不重复峰值电压V RSM 指晶闸管或整流二极管处于阻断状态时能承受的最大转折电压，一般用单脉冲测试防止器件损坏。用户在测试或使用中，应禁止给器件施加该电压值，以免损坏器件。 5．断态重复峰值电压V DRM 反向重复峰值电压V RRM 是指器件处于阻断状态时，断态和反向所能承受的最大重复峰值电压。一般取器件不重复电压的90%标注（高压器件取不重复电压减100V标注）。用户在使用中须保证在任何情况下，均不应让器件承受的实际电压超过其断态和反向重复峰值电压。 6．断态重复峰值（漏）电流IDRM 反向重复峰值（漏）电流IRRM 为晶闸管在阻断状态下，承受断态重复峰值电压VDRM和反向重复峰值电压VRRM时，流过元件的正反向峰值漏电流。该参数在器件允许工作的最高结温Tjm下测出。 7．通态峰值电压V TM(晶闸管) 正向峰值电压V FM(整流管) 指器件通过规定正向峰值电流I FM(整流管)或通态峰值电流I TM(晶闸管)时的峰值电压，也称峰值压降。该参数直接反映了器件的通态损耗特性，影响着器件的通态电流额定能力。器件在不同电流值下的的通态（正向）峰值电压可近似用门槛电压和斜率电阻来表示： V TM=VTO+rT*I TM V FM=VFO+rF*I FM 台基公司在产品手册中给出了各型号器件的最大通态（正向）峰值电压及门槛电压和斜率电阻，用户需要时，可以提供该器件的实测门槛电压和斜率电阻值。 8．电路换向关断时间t q（晶闸管） 在规定条件下，在晶闸管正向主电流下降过零后，从过零点到元件能承受规定的重加电压而不至导通的最小时间间隔。晶闸管的关断时间值决定于测试条件，台基公司对所制造的快速、高频晶闸管均提供了每只器件的关断时间实测值，在未作特别说明时，其对应的测试条件如下： l 通态峰值电流ITM等于器件ITA V；
场效应管在开关电路中的应用 场效应管在mpn中，它的长相和我们前面讲的三极管极像，所以有不少修mpn的朋友好长时间还分不清楚，统一的把这些长相相同的三极管、场效应管、双二极管、还有各种稳压IC统统称作“三个脚的管管”，呵呵，如果这样麻木不分的话，你的维修技术恐怕很难快速提高的哦！ 好了，说到这里场效应管的长相恐怕我就不用贴图了，在电路图中它常用 表示，关于它的构造原理由于比较抽象，我们是通俗化讲它的使用，所以不去多讲，由于根据使用的场合要求不同做出来的种类繁多，特性也都不尽相同；我们在mpn 中常用的一般是作为电源供电的电控之开关使用，所以需要通过电流比较大，所以是使用的比较特殊的一种制造方法做出来了增强型的场效应管（MOS型），它的电路图符号： 仔细看看你会发现，这两个图似乎有差别，对了，这实际上是两种不同的增强型场效应管，第一个那个叫N沟道增强型场效应管，第二个那个叫P沟道增强型场效应管，它们的的作用是刚好相反的。前面说过，场效应管是用电控制的开关，那么我们就先讲一下怎么使用它来当开关的，从图中我们可以看到它也像三极管一样有三个脚，这三个脚分别叫做栅极（G）、源极（S）和漏极（D），mpn中的贴片元件示意图是这
个样子： 1脚就是栅极，这个栅极就是控制极，在栅极加上电压和不加上电压来控制2脚和3脚的相通与不相通，N沟道的，在栅极加上电压2脚和3脚就通电了，去掉电压就关断了，而P沟道的刚好相反，在栅极加上电压就关断（高电位），去掉电压（低电位）就相通了！ 我们常见的2606主控电路图中的电源开机电路中经常遇到的就是P沟道MOS管： 这个图中的SI2305就是P沟道MOS管，由于有很多朋友对于检查这一部分的故障很茫然，所以在这里很有必要讲一下它的工作原理，来加深一下你的印象！ 图中电池的正电通过开关S1接到场效应管Q1的2脚源极，由于Q1是一个P沟道管，它的1脚栅极通过R20电阻提供一个正电位电压，所以不能通电，电压不能继续通过，3v稳压IC输入脚得不到电压所以就不能工作不开机！这时，如果我们按下SW1开机按键时，正电通过按键、R11、R23、D4加到三极管Q2的基极，三极管Q2的基极得到一个正电位，三极管导通（前面讲到三极管的时候已经讲过），由于三极管的发射极直接接地，三极管Q2导通就相当于Q1的栅极直接接地，加在它上面的通过R20电阻的
KK200A/600V, KK200A/800V, KK200A/1000V, KK200A/1200V, KK200A/1400V, KK200A/1600V, KK200A/1800V, KK200A/2000V, KK200A/2500V, KK200A/3000V, KK300A/600V, KK300A/800V, KK300A/1000V, KK300A/1200V, KK300A/1400V, KK300A/1600V, KK300A/1800V, KK300A/2000V, KK300A/2500V, KK300A/3000V, KK500A/600V, KK500A/800V, KK500A/1000V, KK500A/1200V, KK500A/1400V, KK500A/1600V, KK500A/1800V, KK500A/2000V, KK500A/2500V, KK500A/3000V,KK800A/600V, KK800A/800V, KK800A/1000V, KK800A/1200V, KK800A/1400V, KK800A/1600V, KK800A/1800V, KK800A/2000V, KK800A/2500V, KK800A/3000V, KK1000A/600V, KK1000A/800V, KK1000A/1000V, KK1000A/1200V, KK1000A/1400V, KK1000A/1600V, KK1000A/1800V, KK1000A/2000V, KK1000A/2500V, KK1000A/3000V, KK1000A/3300V, KK1000A/3800V, KK1000A/4000V, KK1200A/600V, KK1200A/800V, KK1200A/1000V, KK1200A/1200V, KK1200A/1400V, KK1200A/1600V, KK1200A/1800V, KK1200A/2000V, KK1200A/2500V, KK1200A/3000V, KK1200A/3300V, KK200A/600V, KK200A/800V, KK200A/1000V, KK200A/1200V, KK200A/1400V, KK200A/1600V, KK200A/1800V, KK200A/2000V, KK200A/2500V, KK200A/3000V, KK300A/600V, KK300A/800V, KK300A/1000V, KK300A/1200V, KK300A/1400V, KK300A/1600V, KK300A/1800V, KK300A/2000V, KK300A/2500V, KK300A/3000V, KK500A/600V, KK500A/800V, KK500A/1000V, KK500A/1200V, KK500A/1400V, KK500A/1600V, KK500A/1800V, KK500A/2000V, KK500A/2500V, KK500A/3000V,KK800A/600V, KK800A/800V, KK800A/1000V, KK800A/1200V, KK800A/1400V, KK800A/1600V, KK800A/1800V, KK800A/2000V, KK800A/2500V, KK800A/3000V, KK1000A/600V, KK1000A/800V, KK1000A/1000V, KK1000A/1200V, KK1000A/1400V, KK1000A/1600V, KK1200A/1600V, KK1200A/1800V, KK1200A/2000V, KK1200A/2500V, KK1200A/3000V, KK1200A/3300V, KK1200A/3800V, KK1200A/4000V, KK1500A/600V, KK1500A/800V, KK1500A/2000V,KK1500A/2500V KK1500A/1000V, KK1500A/1200V, KK1500A/1400V, KK1500A/1600V, KK1500A/1800V, KK1500A/2000V, KK1500A/2500V, KK1500A/3000V, KK1500A/3300V, KK1500A/3800V, KK1500A/4000V, KK1600A/600V, KK1600A/800V, KK1600A/1000V, KK1600A/1200V, KK1600A/1400V, KK1600A/1600V, KK1600A/1800V, KK1600A/2000V, KK1600A/2500V, KK1600A/3000V, KK1600A/3300V, KK1600A/3800V, KK1600A/4000V, KK2000A/600V, KK2000A/800V, KK2000A/1000V, KK2000A/1200V, KK2000A/1400V, KK2000A/1600V, KK2000A/1800V, KK2000A/2000V, KK2000A/2500V, KK2000A/3000V, KK2000A/3300V, KK2000A/3800V, KK2000A/4000V, KK2500A/600V, KK2500A/800V, KK2500A/1000V, KK2500A/1200V, KK2500A/1400V, KK2500A/1600V, KK2500A/1800V, KK2500A/2000V, KK2500A/2500V, KK2500A/3000V, KK2500A/3300V, KK2500A/3800V, KK2500A/4000V, KK3000A/600V, KK3000A/800V, KP3000A/1000V, KK3000A/1200V, KK3000A/1400V, KK3000A/1600V, KK3000A/1800V, KK3000A/2000V, KK3000A/2500V, KK3000A/3000V KK3000A/3500V,KK3500A/3000V,KK3000A/4000V,KK3500A/3000V,KK3500A/3500V,KK3500A/4000V KK3500A/4500V,KK3500A/5000V,KK3500A/5500V,KK3500A/6000V,KK4000A/3000V,KK4000A/3500V KK4000A/4000V,KK4000A/4500V,KK4000A/5000V,KK4000A/5500V,KK4000A/6000V,KK4000A/6500V KK5000A/3000V,KK5000A/3500V,KK5000A/4000V,KK5000A/4500V,KK5000A/5000V,KK5000A/5500V KP5000A/6000V,KP5000A/6500V,KP5500A/3000V,KP5500A/4000V,KP5500A/4500V,KP5500A/5000V KK5000A/6000V,KK5000A/6500V,KK5500A/3000V,KK5500A/4000V,KK5500A/4500V,KK5500A/5000V KP1000A/1800V, KP1000A/2000V, KP1000A/2500V, KP1000A/3000V, KP1000A/3300V, KP1000A/3800V, KP1000A/4000V, KP1200A/600V, KP1200A/800V, KP1200A/1000V, KP1200A/1200V, KP1200A/1400V, KP1200A/1600V, KP1200A/1800V, KP1200A/2000V, KP1200A/2500V, KP1200A/3000V, KP1200A/3300V, KP1200A/3800V, KP1200A/4000V, KP1500A/600V, KP1500A/800V, KP1500A/2000V,KP1500A/2500V KP1500A/1000V, KP1500A/1200V, KP1500A/1400V, KP1500A/1600V, KP1500A/1800V, KP1500A/2000V, KP1500A/2500V, KP1500A/3000V, KP1500A/3300V, KP1500A/3800V, KP1500A/4000V, KP1600A/600V, KP1600A/800V, KP1600A/1000V, KP1600A/1200V, KP1600A/1400V, KP1600A/1600V, KP1600A/1800V,
March 2008 Rev. 21/9 AN2703 Application note Parameter list for SCRs, TRIACs, AC switches, and DIACS Introduction All datasheet parameters are rated as minimum or maximum values, corresponding to the product parameter distribution. In each datasheet, two classes of parameters are available:■ Absolute ratings, corresponding to critical parameters, not to be exceeded for safe operation. If the absolute rating is exceeded, the component may be damaged.■Electrical, thermal and static characteristics, defining limits on product https://www.doczj.com/doc/a816505843.html,
Parameters AN2703 1 Parameters 2/9
AN2703Parameters 3/9I GM Peak gate current This is the maximum peak current allowed through gate and cathode, defined for a 20 μs pulse duration. If the absolute rating is exceeded, the component may be damaged. P G(AV)Average gate power dissipation This is the maximum average power that can be dissipated by the gate junction. If the absolute rating is exceeded, the component may be damaged. V RGM Peak reverse gate voltage This parameter is only defined for SCRs. It is the maximum reverse voltage than can be applied across gate and cathode terminals, without risk of destruction of the gate to cathode junction. V GM Peak positive gate voltage (with respect to the pin "COM") This parameter is only defined for ACSs. It is the maximum voltage than can be applied across gate and COM terminals without risk of destruction of the gate to COM junction.Table 2.Electrical characteristics parameters Parameter Name and description P Average power dissipation This is the average power dissipated by current conduction through the device for one full cycle operation. I GT Triggering gate current This is the current to apply between gate and cathode (or gate and electrode A1 for TRIAC) to turn-on the device. This parameter defines the sensitivity of the component. For a SCR, the gate current has always to be sunk by the gate. For a TRIAC, I GT is define for 3 or 4 quadrants corresponding to the different polarities of A2, A1 and gate: - Q1: I g sunk by the gate, V A2-A1 > 0 - Q2: I g sourced by the gate, V A2-A1 > 0 - Q3: I g sourced by the gate, V A2-A1 < 0 - Q4: I g sunk by the gate, V A2-A1 < 0 The I GT value is higher in Q4 quadrant. For ACS types, I GT is defined in two quadrants (Q2 and Q3). V GT Triggering gate voltage This is the voltage to apply across gate and cathode (or gate and electrode A1 for TRIAC) to reach the IGT current and then to trigger the device. V GD Non-triggering gate voltage V GD is the maximum voltage which can be applied across gate and cathode (or gate and electrode A1 for TRIAC) without causing undesired turn-on. This parameter is specified, for the worst case scenario, at the maximum junction temperature.Table 1.Absolute ratings parameters (continued) Parameter Name and description