可控硅，是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，亦稱(chēng)為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中，多用來(lái)作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等。家用電器中的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、組合音響、聲光電路、定時(shí)控制器、玩具裝置、無(wú)線電遙控、攝像機(jī)及工業(yè)控制等都大量使用了可控硅器件。

可控硅的工作原理

　　可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成，其等效圖解如右圖所示。雙向可控硅：雙向可控硅是一種硅可控整流器件，也稱(chēng)作雙向晶閘管。這種器件在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)交流電的無(wú)觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，具有無(wú)火花、動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性高以及簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。從外表上看，雙向可控硅和普通可控硅很相似，也有三個(gè)電極。但是，它除了其中一個(gè)電極G仍叫做控制極外，另外兩個(gè)電極通常卻不再叫做陽(yáng)極和陰極，而統(tǒng)稱(chēng)為主電極Tl和T2。它的符號(hào)也和普通可控硅不同，是把兩個(gè)可控硅反接在一起畫(huà)成的，如圖2所示。它的型號(hào)，在我國(guó)一般用“3CTS”或“KS”表示；國(guó)外的資料也有用“TRIAC”來(lái)表示的。雙向可控硅的規(guī)格、型號(hào)、外形以及電極引腳排列依生產(chǎn)廠家不同而有所不同，但其電極引腳多數(shù)是按T1、T2、G的顧序從左至右排列（觀察時(shí)，電極引腳向下，面對(duì)標(biāo)有字符的一面）。目前市場(chǎng)上最常見(jiàn)的幾種塑封外形結(jié)構(gòu)雙向可控硅的外形及電極引腳排列如下圖所示。

可控硅的分類(lèi)

　　1、按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式分類(lèi)：可控硅按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通可控硅、雙向可控硅、逆導(dǎo)可控硅、門(mén)極關(guān)斷可控硅（GTO）、BTG可控硅、溫控可控硅和光控可控硅等多種。

　　2、按引腳和極性分類(lèi)：可控硅按其引腳和極性可分為二極可控硅、三極可控硅和四極可控硅。

　　3、按封裝形式分類(lèi)：可控硅按其封裝形式可分為金屬封裝可控硅、塑封可控硅和陶瓷封裝可控硅三種類(lèi)型。其中，金屬封裝可控硅又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種；塑封可控硅又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。

　　4、按電流容量分類(lèi)：可控硅按電流容量可分為大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三種。通常，大功率可控硅多采用金屬殼封裝，而中、小功率可控硅則多采用塑封或陶瓷封裝。

　　5、按關(guān)斷速度分類(lèi)：可控硅按其關(guān)斷速度可分為普通可控硅和高頻（快速）可控硅。

　　6、過(guò)零觸發(fā)-一般是調(diào)功，即當(dāng)正弦交流電交流電電壓相位過(guò)零點(diǎn)觸發(fā)，必須是過(guò)零點(diǎn)才觸發(fā)，導(dǎo)通可控硅。

　　7、非過(guò)零觸發(fā)-無(wú)論交流電電壓在什么相位的時(shí)候都可觸發(fā)導(dǎo)通可控硅，常見(jiàn)的是移相觸發(fā)，即通過(guò)改變正弦交流電的導(dǎo)通角（角相位），來(lái)改變輸出百分比。

可控硅的作用

　　1、控整流作用

　　可控硅的作用之一就是可控整流，這也是可控硅最基本也最重要的作用。大家所熟知的二極管整流電路只可完成整流的功能，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)可控，而一旦把二極管換做可控硅，便構(gòu)成了一個(gè)可控整流電路。

　　在一個(gè)最基本的單相半波可控整流電路中，當(dāng)正弦交流電壓處于正半周時(shí)，只有在控制極外加觸發(fā)脈沖時(shí)，可控硅才被觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載上才會(huì)有電壓輸出，因此可以通過(guò)改變控制極上觸發(fā)脈沖到來(lái)的時(shí)間，來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)負(fù)載上輸出電壓的平均值，達(dá)到可控整流的作用。

　　2、用做無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)

　　可控硅的作用之二就是用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，經(jīng)常用于自動(dòng)化設(shè)備中，代替通用繼電器，具有無(wú)噪音、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

　　3、開(kāi)關(guān)和調(diào)壓作用

　　可控硅的作用之三就是起到開(kāi)關(guān)和調(diào)壓的作用，經(jīng)常應(yīng)用于交流電路中，由于其被觸發(fā)時(shí)間不同，因此通過(guò)它的電流只有其交流周期的一部分，通過(guò)它的電壓只有全電壓的一部分，因而起到調(diào)節(jié)輸出電壓的作用。

可控硅與三極管的區(qū)別

　　1、三極管必須用在直流供電的電路中，這是它的特性決定的。他可以處于放大狀態(tài)，用于模擬電路中。也可以僅處于飽和導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)，用于開(kāi)關(guān)電路或數(shù)字電路中?？煽毓杩梢怨ぷ髟谥绷麟娐分?，也可以工作在在交流電路中。不過(guò)當(dāng)它用在直流電路中時(shí)，一旦觸發(fā)，即便觸發(fā)電壓消失了，只有陽(yáng)陰極間電壓存在，它就仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)。這種特性也就限制了它在直流電源中的應(yīng)用。不過(guò)這種特性也有應(yīng)用，比如很多電路中的保護(hù)，都用到這個(gè)特性，就是一旦保護(hù)動(dòng)作，如果不斷電，這種保護(hù)不會(huì)自行消失的，這給使用者提供了一個(gè)明顯的提示，提示使用者進(jìn)行檢查，以找到保護(hù)發(fā)生的原因。這種保護(hù)一旦動(dòng)作，只有切斷電源再重啟，才能恢復(fù)。

　　可控硅也可以工作在交流電路中，用來(lái)控制諸如燈泡、電機(jī)、接觸器之類(lèi)的部件。來(lái)代替諸如開(kāi)關(guān)等器件?？煽毓枰部梢杂脕?lái)調(diào)整輸出電壓，如可調(diào)溫的電腦、單片機(jī)控制的大功率的熱處理設(shè)備，直流電焊機(jī)的電流控制，甚至家用的調(diào)光臺(tái)燈等，都是可控硅的強(qiáng)項(xiàng)。這是三極管代替不了的。

　　2、三極管必須用在直流供電的電路中，這是它的特性決定的。可控硅可以工作在直流電路中，也可以工作在在交流電路中。不過(guò)當(dāng)它用在直流電路中時(shí)，一旦觸發(fā)，即便觸發(fā)電壓消失了，只有陽(yáng)陰極間電壓存在，它就仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)。

　　3、可控硅。四層器件，陽(yáng)極與陰極間有兩只反向PN結(jié)，用表測(cè)量電阻極大;只有門(mén)極與陰極是PN結(jié)，正反間電阻相差很大;只要電極間符合這個(gè)現(xiàn)象的，那就是可控硅了。因?yàn)槿龢O管的基極對(duì)其它兩極都是一個(gè)PN結(jié)，當(dāng)你用表循環(huán)測(cè)量到某個(gè)電極對(duì)其它兩極都能呈現(xiàn)出低阻或高阻時(shí)，那么基本可以斷定這是三極管。
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可控硅與場(chǎng)效應(yīng)管區(qū)別

　　1、場(chǎng)效應(yīng)管的源極s、柵極g、漏極d分別對(duì)應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似。

　　2、場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，由vGS控制iD，其放大系數(shù)gm一般較小，因此場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件，由iB（或iE）控制iC。

　　3、場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流（ig?0）；而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。

　　4、場(chǎng)效應(yīng)管只有多子參與導(dǎo)電；三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電，而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，因而場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)。在環(huán)境條件（溫度等）變化很大的情況下應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管。

　　5、場(chǎng)效應(yīng)管在源極水與襯底連在一起時(shí)，源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大；而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時(shí)，其特性差異很大，b值將減小很多。

　　6、場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小，在低噪聲放大電路的輸入級(jí)及要求信噪比較高的電路中要選用場(chǎng)效應(yīng)管。

　　7、 場(chǎng)效應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開(kāi)路電路，但由于前者制造工藝簡(jiǎn)單，且具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。

可控硅典型應(yīng)用接線圖

　　可控硅在實(shí)際應(yīng)用中的柵極觸發(fā)回路有多種形式，概括起來(lái)有直流觸發(fā)電路，交流觸發(fā)電路，相位觸發(fā)電路等。

　　直流觸發(fā)電路：如圖4是一個(gè)電視機(jī)常用的過(guò)壓保護(hù)電路，當(dāng)E+電壓過(guò)高時(shí)A點(diǎn)電壓也變高，當(dāng)它高于穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值時(shí)DZ導(dǎo)通，可控硅D受觸發(fā)而導(dǎo)通將E+短路，使保險(xiǎn)絲RJ熔斷，從而起到過(guò)壓保護(hù)的作用。

　　相位觸發(fā)電路：相位觸發(fā)電路實(shí)際上是交流觸發(fā)電路的一種，如圖5，這個(gè)電路是利用RC回路控制觸發(fā)信號(hào)的相位。當(dāng)R值較小時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較小，觸發(fā)信號(hào)的相移較小，因此負(fù)載獲得較大的電功率;當(dāng)R值較大時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較大，觸發(fā)信號(hào)的相移較大，因此負(fù)載獲得較小的電功率。這個(gè)典型的電功率無(wú)級(jí)調(diào)整電路在日常生活中有很多電氣產(chǎn)品中都應(yīng)用它。