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晶閘管是一種由四層p型和n型材料組成的固態(tài)半導體器件。它只作為雙穩(wěn)態(tài)開關，當門接收到電流觸發(fā)信號時進行導電，并一直這樣做，直到跨器件的電壓反向偏置，或直到電壓(通過其...
晶閘管是一種由四層p型和n型材料組成的固態(tài)半導體器件。它只作為雙穩(wěn)態(tài)開關，當門接收到電流觸發(fā)信號時進行導電，并一直這樣做，直到跨器件的電壓反向偏置，或直到電壓(通過其他方法)消除。有兩種設計，不同之處在于觸發(fā)導電狀態(tài)的方式。在三線晶閘管中，柵極引線上的小電流控制著從陽極到陰極的大電流。在雙線晶閘管中，當陽極和陰極之間的電位差足夠大(擊穿電壓)時，晶閘管開始通電。
一批晶閘管器件在1956年上市。由于晶閘管可以利用小器件來控制較大的功率和電壓，因此它們廣泛應用于功率控制，從調光器、電機轉速控制到高壓。直流輸電。晶閘管可用于電源開關電路、繼電器更換電路、逆變電路、振蕩器電路、電平檢測電路、斬波電路、調光電路、低成本定時器電路、邏輯電路、速度控制電路等。晶閘管起初僅依靠反向電流來關閉，這使得施加直流電很困難。較新的設備類型可以通過控制門信號來開啟和關閉。后者稱為閘極截止晶閘管或GTO晶閘管。晶閘管不像晶體管那樣是比例器件。換句話說，晶閘管只能完全開或完全關，而晶體管只能介于兩者之間。這使得晶閘管不適合用于模擬放大器，但可以用作開關。
晶閘管是一種四層三端半導體器件，每一層由n型或p型交替材料組成(例如，p-n-p-n)。用陽極和陰極標記的主端子橫跨所有四層?？刂平K端(稱為柵極)連接到陰極附近的p型材料上。(一種稱為SCS(硅控制開關)的變體將所有四層連接到終端。)晶閘管的工作可以通過一對緊耦合的雙極晶管來理解，雙極晶管被配置成自鎖動作:
當陽極相對于陰極處于正電位VAK時，柵極上沒有施加電壓，接點J1和J3是正向偏壓，而接點J2是反向偏壓。當J2反向偏置時，不導電(截止狀態(tài))?，F(xiàn)在，如果VAK增加到晶閘管的擊穿電壓VBO, J2就會發(fā)生雪崩擊穿，晶閘管開始通電(on狀態(tài))。
相對于陰極施加正電位VG時，VAK值較低時節(jié)點J2發(fā)生擊穿。通過選擇合適的VG值，晶閘管可以快速切換到on狀態(tài)。
在雪崩擊穿的情況下，不管門電壓如何，晶閘管都將繼續(xù)打開，直到:(a)潛在的VAK被移除，或者(b)流經設備(陽極陰極)的電流小于制造商規(guī)定的保持電流。因此，VG可以是電壓脈沖，如UJT弛豫振蕩器輸出的電壓。
柵極電壓(IGT)和柵極電流用來觸發(fā)柵極電流。柵極觸發(fā)電流與柵極脈沖寬度成反比。這樣，很明顯，觸發(fā)晶閘管需要小的門電荷。
在傳統(tǒng)的晶閘管中，一旦通過柵打開，只要陽極電流超過，器件就會保持鎖存(也就是說，它可以在沒有柵極電流持續(xù)供應的情況下保持鎖存)。門閂電流(IL)。只要陽極保持正，除非電流降到保持電流(IH)以下，否則就不能關閉陽極。在正常工作條件下，閂鎖電流總是大于保持電流。
如果外部電路使陽極變成負偏置，晶閘管可以關閉(一種稱為自然換相或線路換相的方法)。在某些應用中，這是通過切換晶閘管使電容器放電到晶閘管的陽極來實現(xiàn)的。這種方法稱為強制換相。
