晶閘管的發(fā)展歷史及制約因素
半導(dǎo)體的出現(xiàn)成為20世紀(jì)現(xiàn)代物理學(xué)其中一項(xiàng)重大的突破，標(biāo)志著電子技術(shù)的誕生。而由于不同領(lǐng)域的實(shí)際需要，促使半導(dǎo)體器件自此分別向兩個(gè)分支快速發(fā)展，其中一個(gè)分支即是以集成電路為代表的微電子器件，特點(diǎn)為小功率、集成化，作為信息的檢出、傳送和處理的工具；而另一類就是電力電子器件，特點(diǎn)為大功率、快速化。1955年，美國(guó)通用電氣公司研發(fā)了世界上個(gè)以硅單晶為半導(dǎo)體整流材料的硅整流器（SR），1957年又開發(fā)了全球用于功率轉(zhuǎn)換和控制的可控硅整流器（SCR）。由于它們具有體積小、重量輕、、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，尤其是SCR能以微小的電流控制較大的功率，令半導(dǎo)體電力電子器件成功從弱電控制領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電控制領(lǐng)域、大功率控制領(lǐng)域。在整流器的應(yīng)用上，晶閘管迅速取代了整流器（引燃管），實(shí)現(xiàn)整流器的固體化、靜止化和無(wú)觸點(diǎn)化，并獲得的節(jié)能效果。從1960年始，由普通晶閘管相繼出了快速晶閘管、光控晶閘管、不對(duì)稱晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管，形成一個(gè)龐大的晶閘管家族。
但晶閘管本身存在兩個(gè)制約其繼續(xù)發(fā)展的重要因素。一是控制功能上的欠缺，普通的晶閘管屬于半控型器件，通過(guò)門極（控制極）只能控制其開通而不能控制其關(guān)斷，導(dǎo)通后控制極即不再起作用，要關(guān)斷切斷電源，即令流過(guò)晶閘管的正向電流小于維持電流。由于晶閘管的關(guān)斷不可控的特性，另外配以由電感、電容及開關(guān)器件等組成的強(qiáng)迫換流電路，從而使裝置體積，成本增加，而且系統(tǒng)更為復(fù)雜、可靠性降低。二是因?yàn)榇祟惼骷⒆阌诜至⒃Y(jié)構(gòu)，開通損耗大，工作頻率難以提高，限制了其應(yīng)用范圍。1970年代末，隨著可關(guān)斷晶閘管（GTO）日趨成熟，成功克服了普通晶閘管的缺陷，標(biāo)志著電力電子器件已經(jīng)從半控型器件發(fā)展到全控型器件

可控硅是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，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，一般由兩晶閘管反向連接而成。它的功能不僅是整流，還可以用作無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)的快速接通或切斷；實(shí)現(xiàn)將直流電變流電的逆變；將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等?？煽毓韬推渌雽?dǎo)體器件一樣，有體積小、、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件。目前可控硅在自動(dòng)控制、機(jī)電應(yīng)用、工業(yè)電氣及家電等方面都有廣泛的應(yīng)用。
可控硅從外形上區(qū)分主要有螺旋式、平板式底式三種。螺旋式應(yīng)用較多。
可控硅有三個(gè)----陽(yáng)(A)、陰(C)和控制(G)，管芯是P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體交迭組成的四層結(jié)構(gòu)，共有三個(gè)PN結(jié)，與只有一個(gè)PN結(jié)的硅整流二管在結(jié)構(gòu)上迥然不同?？煽毓璧乃膶咏Y(jié)構(gòu)和控制的引入，為其發(fā)揮“以小控大”的控制特性奠定了基礎(chǔ)?？煽毓钁?yīng)用時(shí)，只要在控制加上很小的電流或電壓，能控制很大的陽(yáng)電流或電壓。目前已能制造出電流容量達(dá)幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
我們可以把從陰向上數(shù)的、二、三層看面是一只N管，而二、三、四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用?？僧嫵鰣D1的等效電路圖。當(dāng)在陽(yáng)和陰之間加上一個(gè)正向電壓E，又在控制G和陰C之間(相當(dāng)BG2的基一射間)輸入一個(gè)正的觸發(fā)信號(hào)，BG2將產(chǎn)生基電流Ib2，經(jīng)放大，BG2將有一個(gè)放大了β2倍的集電電流IC2。因?yàn)锽G2集電與BG1基相連，IC2又是BG1的基電流Ib1。BG1又把Ib1(Ib2)放大了β1的集電電流IC1送回BG2的基放大。如此循環(huán)放大，直到BG1、BG2完全導(dǎo)通。事實(shí)上這一過(guò)程是“一觸即發(fā)”的，對(duì)可控硅來(lái)說(shuō)，觸發(fā)信號(hào)加到控制，可控硅立即導(dǎo)通。導(dǎo)通的時(shí)間主要決定于可控硅的性能。
可控硅一經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通后，由于循環(huán)反饋的原因，流入BG2基的電流已不只是初始的Ib2，而是經(jīng)過(guò)BG1、BG2放大后的電流(β1*β2*Ib2)，這一電流遠(yuǎn)大于Ib2，足以保持BG2的持續(xù)導(dǎo)通。此時(shí)觸發(fā)信號(hào)即使消失，可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，只有斷開電源E或降低E的輸出電壓，使BG1、BG2的集電電流小于維持導(dǎo)通的小值時(shí)，可控硅方可關(guān)斷。當(dāng)然，如果E性反接，BG1、BG2受到反向電壓作用將處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，即使輸入觸發(fā)信號(hào)，可控硅也不能工作。反過(guò)來(lái)，E接成正向，而觸動(dòng)發(fā)信號(hào)是負(fù)的，可控硅也不能導(dǎo)通。另外，如果不加觸發(fā)信號(hào)，而正電壓大到超過(guò)一定值時(shí)，可控硅也會(huì)導(dǎo)通，但已屬于非正常工作情況了。
可控硅這種通過(guò)觸發(fā)信號(hào)(小觸發(fā)電流)來(lái)控制導(dǎo)通(可控硅中通過(guò)大電流)的可控特性，正是它區(qū)別于普通硅整流二管的重要特征。

可控硅是一種大功率電器元件，也稱晶閘管。它具有體積小、、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)原件
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。雙向可控硅：雙向可控硅是一種硅可控整流器件，也稱作雙向晶閘管。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成的，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)。市場(chǎng)上常見的幾種塑封外形結(jié)構(gòu)雙向可控硅的外形及電極引腳排列。

平板可控硅
SEMIKRON賽米控平板可控硅
IR/Vishay平板可控硅
eupec/Iinfineon英飛凌平板可控硅
PROTON普拉動(dòng)平板平板可控硅
PRX平板可控硅
WESTCODE西碼平板可控硅
DYNEX丹尼克斯平板可控硅
POSEICO平板可控硅
ABB平板可控硅
Siemens西門子平板可控硅
三菱平板可控硅
東芝平板可控硅
三社平板可控硅
電磁爐、變頻器、逆變器、UPS電源、EPS電源、開關(guān)電源、電機(jī)控制、變焊機(jī)、固態(tài)繼電器、有源濾波器、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、工業(yè)傳動(dòng)裝置、電梯或傳動(dòng)設(shè)備、機(jī)車與列車用電源、電能表、照明電器等各種產(chǎn)品上。

可控硅的弱點(diǎn)：靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過(guò)載能力較差;容易受干擾而誤導(dǎo)通?？煽毓鑿耐庑晤愔饕校郝菟ㄐ?、平板形和平底形?？煽毓柙慕Y(jié)構(gòu)不管可控硅的外形如何，它們的管芯都是由P型硅和N型硅組成的四層P1N1P2N2結(jié)構(gòu)。
電磁爐、變頻器、逆變器、UPS電源、EPS電源、開關(guān)電源、電機(jī)控制、變焊機(jī)、固態(tài)繼電器、有源濾波器、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、工業(yè)傳動(dòng)裝置、電梯或傳動(dòng)設(shè)備、機(jī)車與列車用電源、電能表、照明電器等各種產(chǎn)品上。

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  供應(yīng)WESTCODEUKN1467NC260西碼可控硅晶閘管

  320元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,平板可控硅,軟啟動(dòng)晶閘管

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  銷售WESTCODEUKW2958NC350快速可控硅晶閘管

  200元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,平板可控硅,軟啟動(dòng)晶閘管

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  5STP29H1801進(jìn)口大功率平板可控硅晶閘管

  200元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,軟啟動(dòng)晶閘管,平板可控硅

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  軟啟動(dòng)平板可控硅5STP21F1400晶閘管工廠電氣自動(dòng)化

  180元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,平板可控硅,軟啟動(dòng)晶閘管

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  中頻配件TV918-1500-24瑞士平板可控硅晶閘管

  200元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,平板可控硅,軟啟動(dòng)晶閘管

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  瑞士平板可控硅5STP07D1800晶閘管

  180元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,平板可控硅,軟啟動(dòng)晶閘管

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  牽引風(fēng)電加熱電機(jī)驅(qū)動(dòng)用5STP03A1800瑞士平板可控硅晶閘管

  150元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,平板可控硅,軟啟動(dòng)晶閘管

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  進(jìn)口5STP06E1600瑞士平板可控硅晶閘管

  180元

  產(chǎn)品名：可控硅,晶閘管,平板可控硅,軟啟動(dòng)晶閘管