单向晶闸管的基本结构及工作原理

顺逸

晶闸管有许多种类，下面以常用的普通晶闸管为例，介绍其基本结构及工作原理。

　　单向晶闸管内有三个PN结，它们是由相互交叠的4层P区和N区所构成的，如图(a)所示。晶闸管的三个电极是从P1引出阳极A，从N2引出阳极K，从P2引出控制极G，因此可以说它是一个四层三端半导体器件。

　　为了便于说明，可以把图(a)所示晶闸臂看成是由两部分组成的[见图(b)]，这样可以把晶闸管等效为两只三极管组成的一对互补管，左下部分为NPN型管，右上部分为PNP型管[见图(c)]。

　　单向晶闸管结构原理图

　　当接上电源Ea后，VT1及VT2郡处于放大状态，若在G、K极司加入一个正触发信号，就相当于在VT1基极与发射极回路中有一个控制电流IG，它就是VT1的基极电流IB1。经放大后，VT1产生集电极电流IC1。此电流流出VT2的基极，成为VT2的基极电流电。于是，VT2产生了集电极电流IC2，IC2再流入VT1的基极，再次得到放大。这样依次循环下去，一瞬间便可使VT，和V乃全部导通并达到饱和。所以，当晶闸管加上正电压后，一输入触发信号，它就会立即导通。晶闸管一经导通后，由于导致VT1基极上总是流过比控制极电流IC大得多的电流，所以即使触发信号消失后，晶闸管仍旧能保持导通状态。只有降低电源电压Ea，使VT1、VT2集电极电流小于某一维持导通的最小值，晶闸管才能转为关断状态。

　　如果把电源Ea反接，VT1和VT2都不具备放大工作条件，即使有触发信号，晶闸管也无法工作而处于关断状态。同样，在没有输入触发信号或触发信号极性相反时，即使晶闸管加上正向电压，它也无法导通。上述的儿种情况可参见图。

　　单向晶闸管的几种工作状态

　　总而言之，单向晶闸管具有可控开关的特性，但是这种控制作用是触发控制，它与一般半导体三极管构成的开关电路的控制作用是不同的。