可控硅（Thyristor）是结晶闸流管的通称，又可称作可控硅整流器，之前被通称为晶闸管；1957年美国通用电气公司研发出全世界第一款可控硅商品，并于1958年将其商业化的；可控硅是PNPN四层半导体材料构造，它有三个极：阳极氧化，负极和门极； 可控硅具备硅整流器件的特点，能在高电压、大电流量情况下工作中，且其工作中全过程能够操纵、被普遍使用于控制整流器、沟通交流变压、无触点开关开关元件、逆变电源及变频式等电子线路中。

　　可控硅通断标准为：加顺向工作电压且门极有开启电流量；其继承元器件有：迅速可控硅，双向晶闸管，逆导可控硅，光控开关可控硅等。它是一种功率大的电源开关型半导体元器件，在控制电路选用字母符号为“V”、“VT”表明（旧规范选用英文字母“SCR”表明）。

　　可控硅（Thyristor）是一种电子开关，能在高电压、大电流量情况下工作中，而且其运行全过程能够操纵、被普遍使用于控制整流器、沟通交流变压、无触点开关开关元件、逆变电源及变频式等电子线路中，是非常典型的小电流量操纵大工作电流的机器设备。1957年，通用电气电气公司开发设计出全世界第一个可控硅商品，并于1958年使其商业化的。

　　构造

　　它是由一个P-N-P-N四层 （4 layers） 半导体材料组成的，正中间产生了三个PN结。

　　可控硅的归类：

　　可控硅按其关闭、通断及操纵方法可分成一般可控硅（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、逆导可控硅（RCT）、门极关闭可控硅（GTO）、BTG可控硅、温度控制可控硅（TT海外，TTS中国）和光控开关可控硅（LTT）等多种多样。

　　可控硅按其脚位和旋光性可分成二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。可控硅按其封装类型可分成金属封装可控硅、塑封膜可控硅和陶瓷封装可控硅三种种类。在其中，金属封装可控硅又分成地脚螺栓形、平板电脑形、圆壳形等多种多样；塑封膜可控硅又分成带散热器型和没有散热器型二种。可控硅按电流量容积可分成功率大的可控硅、中输出功率可控硅和小输出功率可控硅三种。

　　一般 ，功率大的可控硅多采取陶瓷封装，而中、小输出功率可控硅则多选用塑封膜或金属封装。可控硅按其关闭速率可分成一般可控硅和迅速可控硅，迅速可控硅包含全部专为迅速运用而制定的可控硅，有基本的迅速可控硅和运行在更高频的高频率可控硅，可分別运用于400HZ和10KHZ之上的斩波或整流电路中。

　　关闭通断操纵

　　可控硅按其关闭、通断及操纵方法可分成一般可控硅（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、逆导可控硅（RCT）、门极关闭可控硅（GTO）、BTG可控硅、温度控制可控硅（TT海外，TTS中国）和光控开关可控硅（LTT）等多种多样。

　　脚位和旋光性

　　可控硅按其脚位和旋光性可分成二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。

　　按封装类型

　　可控硅按其封装类型可分成金属封装可控硅、塑封膜可控硅和陶瓷封装可控硅三种种类。在其中，金属封装可控硅又分成地脚螺栓形、平板电脑形、圆壳形等多种多样；塑封膜可控硅又分成带散热器型和没有散热器型二种。

　　电流量容积归类

　　可控硅按电流量容积可分成功率大的可控硅、中输出功率可控硅和小输出功率可控硅三种。一般，功率大的可控硅多采取陶瓷封装，而中、小输出功率可控硅则多选用塑封膜或金属封装。

　　按关闭速率

　　可控硅按其关闭速率可分成一般可控硅和迅速可控硅，迅速可控硅包含全部专为迅速运用而制定的可控硅，有基本的迅速可控硅和运行在更高频的高频率可控硅，可分別运用于400HZ和10KHZ之上的斩波或整流电路中。（备注名称：高频率不可以相当于迅速可控硅）

　　可控硅的运行全过程：

　　可控硅是四层三端元器件，它有J1、J2、J3三个PN结图1，能够把它里面的NP分为两一部分，组成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的钢丝网骨架图2

　　当可控硅经受正方向阳极氧化电流时，为使可控硅通断，务必使承担反方向工作电压的PN结J2丧失阻拦功效。图2中各个晶体三极管的发射极电流量与此同时便是另一个晶体三极管的基极电流量。因而，2个相互之间复合型的晶体三极管电源电路，当有充足的门极电流量Ig注入时，便会产生明显的反馈调节，导致两晶体三极管饱和状态通断，晶体三极管饱和状态通断。

　　设PNP管和NPN管的发射极电流量相对应为Ic1和Ic2；发射极电流量相对应为Ia和Ik；电流量放大系数相对为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，设穿过J2结的正相反走电电流量为Ic0，

　　可控硅的阳极氧化电流量相当于两管的发射极电流量和泄露电流的总数：

　　Ia=Ic1 Ic2 Ic0 或Ia=a1Ia a2Ik Ic0

　　若门极电流量为Ig，则可控硅负极电流量为Ik=Ia Ig

　　进而能够算出可控硅阳极氧化电流量为：I=（Ic0 Iga2）/（1-（a1 a2））（1—1）式

　　硅PNP管和硅NPN管对应的电流量放大系数a1和a2精密零部件发射极电流量的变化而大幅度转变如图所示3所显示。

　　当可控硅经受正方向阳极氧化工作电压，而门极未受工作电压的情形下，式（1—1）中，Ig=0，（a1 a2）不大，故可控硅的阳极氧化电流量Ia≈Ic0 可控硅处在正方向阻隔情况。当可控硅在正方向阳极氧化工作电压下，从门极G注入电流量Ig，因为充足大的Ig流过NPN管的发射结，进而增强其电流量放大系数a2，造成非常大的极电级电流量Ic2穿过PNP管的发射结，并提升了PNP管的电流量放大系数a1，造成很大的极电级电流量Ic1流过NPN管的发射结。那样明显的稳态全过程快速开展。从图3，当a1和a2随发射极电流量提升而（a1 a2）≈1时，式（1—1）中的分母1-（a1 a2）≈0，因而提升了可控硅的阳极氧化电流量Ia.这时候，穿过可控硅的电流量彻底由主控制回路的工作电压和回路电阻决策。可控硅已处在正指导通情况。

　　式（1—1）中，在可控硅通断后，1-（a1 a2）≈0，即便 这时门极电流量Ig=0，可控硅仍能维持以前的阳极氧化电流量Ia而再次通断。可控硅在通断后，门极已丧失功效。

　　在可控硅通断后，假如不停的减少电源电压或扩大回路电阻，使阳极氧化电流量Ia减少到维系电流量IH下列时，因为a1和a1快速降低，当1-（a1 a2）≈0时，可控硅修复阻隔情况。

　　可控硅智能化控制模块可关闭可控硅GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称自动门可控硅。其主要特点为，应门极加负性开启数据信号时可控硅能自己关闭。

　　前已述及，一般可控硅（SCR）靠门极正数据信号开启以后，撤除数据信号亦能保持通态。欲使之关闭，务必断开开关电源，使正方向电流量小于保持电流量IH，或施加逆向工作电压逼迫关闭。这就必须提升换相电源电路，不但使设施的体积重量扩大，并且会减低高效率，造成波型失帧和噪音。可关闭可控硅摆脱了以上缺点，它既保存了一般可控硅抗压高、电流量大等优势，以具备自关闭工作能力，方便使用，是满意的髙压、大电流量电源开关元器件。GTO的容积及使用期限均超出超大晶体三极管（GTR），仅仅输出功率比GTR低。现阶段，GTO已做到3000A、4500V的容积。功率大的可关闭可控硅已普遍用以换流器变速、变频式变速、变频电源等行业，表明出强劲的活力。

　　可关闭可控硅也归属于PNPN四层三端元器件，其构造及闭合电路和一般可控硅同样，因而图1仅绘制GTO典型性设备的外型及标记。功率大的GTO大多数做成控制模块方式。

　　虽然GTO与SCR的开启通断基本原理同样，但二者的关闭基本原理及关闭方法迥然不同。这也是因为一般可控硅在通断以后即位于深层饱和，而GTO在通断后只有做到临界值饱和状态，因此 GTO门极上加负向开启数据信号就可以关闭。GTO的一个关键主要参数便是关闭增益值，βoff，它相当于阳极氧化较大可关闭电流量IATM跟门极较大负向电流量IGM比例，有公式计算

　　βoff =IATM/IGM

　　βoff一般为好几倍至几十倍。βoff值愈大，表明门极电流量对阳极氧化电流量的控制力愈强。很显而易见，βoff与兴盛 的hFE主要参数颇有共同之处。

　　下边分別详细介绍使用数字万用表判断GTO电级、查验GTO的开启工作能力和关闭工作能力、估算关闭增益值βoff的方式 。

　　判断GTO的电级

　　将数字万用表拨至R&TImes;1档，精确测量任何两出脚间的电阻器，仅当黑电笔接G极，红直流电流表接K极时，电阻器呈低电阻值，对其他状况阻值均为无穷。从而可快速判断G、K极，剩余的便是A极。（这里指的仿真模拟表，电子式数字万用表红直流电流表与充电电池正级相接，仿真模拟表红直流电流表与充电电池负级相接）

　　查验开启工作能力

　　如图2（a）所显示，最先将表Ⅰ的黑电笔接A极，红直流电流表接K极，电阻器为无穷；随后用黑表笔头也与此同时触碰G极，再加上顺向开启数据信号，表杆往右边偏移到低电阻值即说明GTO早已通断；最终松掉G极，只需GTO保持通态，就表明被测管具备开启工作能力。

　　查验关闭工作能力

　　现选用双表法查验GTO的关闭工作能力，如图2（b）所显示，表Ⅰ的挡位及接线方法始终保持不会改变。将表Ⅱ拨于R&TImes;10档，红直流电流表接G极，黑电笔接K极，施加负向开启数据信号，假如表Ⅰ的表针往左边摆到无穷部位，证实GTO具备关闭工作能力。

　　估算关闭增益值βoff

　　开展到第三步时，先不连接表Ⅱ，记录下来在GTO通断时表Ⅰ的正面偏移格数n1；再接好表Ⅱ逼迫GTO关闭，记录下来表Ⅱ的正面偏移格数n2。最终依据载入电流量法按住式估计关闭增益值：

　　βoff=IATM/IGM≈IAT/IG=K1n1/ K2n2

　　式中K1—表Ⅰ在R&TImes;1档的电流量比例系数；

　　K2—表Ⅱ在R&TImes;10档的电流量比例系数。

　　βoff≈10×n1/ n2

　　此式的特点是，不用详细测算IAT、IG之值，只需读取二者所相对应的表杆正方向偏移格数，就可以快速估算关闭增益值。

　　常见问题：

　　⑴在查验功率大的GTO元器件时，提议在R×1档外面串连一节1.5V充电电池E′，以增强检测工作电压和检测电流量，使GTO靠谱地导通。

　　⑵要精确精确测量GTO的关闭增益值βoff，务必有专用型检测设备。但在业余组情况下可以用以上办法开展估算。因为检测标准不一样，精确测量結果仅作参考，或做为相对来说较为的根据。

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