描述什么是晶閘管或可控硅整流器的總結(jié)或概述，SCR，提供晶閘管電路符號(hào)、晶閘管工作原理和類型等的詳細(xì)信息，以及晶閘管控制的實(shí)現(xiàn)方式。
有時(shí)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(duì)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(yīng)用，通常在電流和電壓水平相對(duì)較高的情況下。晶閘管還可用于低功率應(yīng)用，包括光控制，以及電源保護(hù)和許多其他應(yīng)用。晶閘管使用簡(jiǎn)單，價(jià)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(shè)備的想法最初是由晶體管的發(fā)明者之一William Shockley于1950年提出的。雖然幾年后其他人對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了一些調(diào)查，但直到20世紀(jì)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(rèn)為是相當(dāng)不尋常的電子元器件形式，因?yàn)樗伤膶硬煌瑩诫s的硅組成，而不是傳統(tǒng)的雙極晶體管的三層。傳統(tǒng)的晶體管可能具有pnp或npn結(jié)構(gòu)，其電極稱為集電極，基極和發(fā)射極，晶閘管具有pnpn結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)-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(dǎo)體。使用硅作為晶閘管的第一個(gè)原因是硅是其整體性能的理想選擇。它能夠處理高功率應(yīng)用所需的電壓和電流。此外，它具有良好的熱性能。第二個(gè)主要原因是硅技術(shù)已經(jīng)很成熟，并且它被廣泛用于各種半導(dǎo)體電子元器件。因此，半導(dǎo)體制造商使用它非常便宜且容易。
晶閘管應(yīng)用
晶閘管或可控硅整流器，SCR用于許多電子領(lǐng)域，它們可用于各種不同的應(yīng)用。下面列出了一些比較常見的應(yīng)用程序：
• 交流電源控制（包括燈，電機(jī)等）。
• 交流電源切換。
• 用于電源的過壓保護(hù)撬棍。
• 相角觸發(fā)控制器中的控制元件。
• 在照相閃光燈內(nèi)，它們用作通過閃光燈釋放存儲(chǔ)電壓的開關(guān)，然后在所需時(shí)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(guān)應(yīng)用，特別是在交流情況下。
晶閘管發(fā)現(xiàn)
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(jìn)一步分析了該操作的機(jī)制。
然后在1956年，Moll研究了晶閘管的開關(guān)機(jī)制。開發(fā)工作仍在繼續(xù)，人們對(duì)該設(shè)備的了解越來越多，以至于第一款可控硅整流器在20世紀(jì)60年代初開始出現(xiàn)，它開始在電源開關(guān)中獲得顯著的普及。
當(dāng)GE推出他們的設(shè)備時(shí)，他們使用術(shù)語可控硅整流器或SCR，因?yàn)樗辉谝粋€(gè)方向上進(jìn)行并且是可控的。他們使用SCR作為其產(chǎn)品的商標(biāo)。
晶閘管符號(hào)和基礎(chǔ)知識(shí)
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(gè)端子：陽極，陰極和柵極，反射熱電子閥/真空管技術(shù)。可以預(yù)期，柵極是控制端子，而主電流在陽極和陰極之間流動(dòng)。
從下面所示的電路符號(hào)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(dāng)設(shè)備與AC一起使用時(shí)，它最多只能進(jìn)行一半的循環(huán)。
在操作中，晶閘管或SCR最初不會(huì)導(dǎo)通。它需要一定水平的電流才能在門中流動(dòng)以“觸發(fā)”它。一旦點(diǎn)火，晶閘管將保持導(dǎo)通，直到陽極和陰極兩端的電壓被消除 - 這顯然發(fā)生在晶閘管導(dǎo)通的半周期結(jié)束時(shí)。由于整流器動(dòng)作，下一個(gè)半周期將被阻止。然后，它將需要門電路中的電流再次觸發(fā)SCR。
用于電路圖或電路的可控硅整流器，SCR或晶閘管符號(hào)旨在強(qiáng)調(diào)其整流器特性，同時(shí)還顯示控制柵極。結(jié)果，晶閘管符號(hào)顯示傳統(tǒng)的二極管符號(hào)，控制柵極進(jìn)入結(jié)點(diǎn)附近。
晶閘管或SCR電路符號(hào)
關(guān)于晶閘管電路和設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)：
晶閘管或SCR具有以下特性：當(dāng)柵極接收觸發(fā)電流時(shí)，它觸發(fā)晶閘管使電流流動(dòng)，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(diào)暗燈光，控制電機(jī)并通常切換高壓和電流。
晶閘管規(guī)格
為了為任何電路選擇正確的晶閘管器件，有必要研究數(shù)據(jù)表并確保器件具有適合所需電路或應(yīng)用的特性。
晶閘管是相當(dāng)獨(dú)特的電子元器件，它們的規(guī)格和數(shù)據(jù)表參數(shù)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(duì)某些電路有用。
• 反向?qū)ňчl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?qū)ňчl管，它有一個(gè)集成的反向二極管以反向傳導(dǎo)，盡管在這個(gè)方向上沒有控制。
在反向?qū)ňчl管內(nèi)，器件本身和二極管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。這意味著它們不會(huì)同時(shí)產(chǎn)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(xù)流二極管的地方。反向?qū)ňчl管通常用于變頻器和逆變器。
• 柵極輔助關(guān)斷晶閘管，GATT： GATT用于需要快速關(guān)斷的情況。為了有助于該過程，有時(shí)可以施加負(fù)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(chǔ)在n型基極區(qū)域上的少數(shù)載流子，并且確保柵極 - 陰極結(jié)不被正向偏置。
GATT的結(jié)構(gòu)類似于標(biāo)準(zhǔn)晶閘管的結(jié)構(gòu)，除了窄陰極條通常用于使柵極具有更多控制，因?yàn)樗咏帢O的中心。
• 柵極關(guān)斷晶閘管，GTO： GTO有時(shí)也稱為柵極關(guān)斷開關(guān)。該器件在晶閘管系列中是不常見的，因?yàn)樗梢酝ㄟ^簡(jiǎn)單地向柵極施加負(fù)電壓來關(guān)閉 - 不需要去除陽極陰極電壓。請(qǐng)參閱本系列的更多頁面，更全面地描述GTO。
• 非對(duì)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(jié)（通常稱為J2）更薄。得到的n基極區(qū)域提供減小的V on以及改善的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。
晶閘管廣泛用于模擬電子設(shè)備的許多領(lǐng)域。晶閘管電路可用于許多電源應(yīng)用，因?yàn)檫@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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