晶闸管是晶体闸流管（Thyristor）的简称，它是一种大功率开关型半导体器件，具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制，故又称为可控硅，广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
一、晶闸管的种类
晶闸管有多种分类方法：按其关断、导通及控制方式可分为普通单向晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种；按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管；按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型（金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种，塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种）；按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管（大功率晶闸管多采用金属壳封装，中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装）；按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。常见晶闸管的外形如图1所示。
目前，最常用的晶闸管是单向晶闸管和双向晶闸管，为此，本文只介绍这两种晶闸管的有关内容。
1. 单向晶闸管
单向晶闸管简称SCR（Silicon Controlled Rectifier），它是一种由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件，三个引出电极的名称分别为阳极A、阴极K和门极G（又称控制极）。单向晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能，其内部电路可以等效为由一只PNP三极管VT2和一只NPN三极管VT1组成的组合管，单向晶闸管的内部等效电路及其在电路原理图中的符号如图2所示。
由图2可以看出：当单向晶闸管阳极A端接负电源，阴极K端接正电源时，无论门极G加上什么极性的电压，单向晶闸管阳极A与阴极K之间均处于断开状态。当单向晶闸管阳极A端接正电源，阴极K端接负电源时，只要其门极G端加上一个合适的正向触发电压信号，单向晶闸管阳极A与阴极K之间就会由断开状态转为导通状态（阳极A与阴极K之间呈低阻导通状态，A、K极之间压降约为1V）。若门极G所加触发电压为负，则单向晶闸管也不能导通。
一旦单向晶闸管受触发导通后，即使取消其门极G端的触发电压，只要阳极A端与阴极K端之间仍保持正向电压，晶闸管将维持低阻导通状态。只有将阳极A端的电压降低到某一临界值或改变阳极A端与阴极K端之间电压极性（如交流过零）时，单向晶闸管阳极A与阴极K之间才由低阻导通状态转换为高阻断开状态。单向晶闸管一旦为断开状态，即使在其阳极A端与阴极K端之间又重新加上正向电压，也不会再次导通，只有在门极G端与阴极K端之间重新加上正向触发电压后方可导通。
2.双向晶闸管
双向晶闸管（TRIAC）是在单向晶闸管的基础上研制的一种新型半导体器件，它是由NPNPN五层半导体材料构成的三端半导体器件，其三个电极分别为主电极T1、主电极T2和门极G。双向晶闸管的阳极与阴极之间具有双向导电的性能，其内部电路可以等效为两只普通晶闸管反向并联组成的组合管，双向晶闸管的内部等效电路及其在电路原理图中的符号如图3所示。
双向晶闸管可以双向导通，即不论门极G端加上正还是负的触发电压，均能触发双向晶闸管在正、反两个方向导通，故双向晶闸管有四种触发状态，如图4所示。
当门极G和主电极T2相对于主电极T1的电压为正（V\(_{T2}\)>V\(_{T1}\)、V\(_{G}\)>V\(_{T1}\)）或门极G和主电极T1相对于主电极T2的电压为负（V\(_{T1}\)<V\(_{T2}\)、V\(_{G}\)<V\(_{T2}\)）时，晶闸管的导通方向为T2→T1，此时T2为阳极，T1为阴极。
当门极G和主电极T1相对于主电极T2为正（VT1>VT2、VG>VT2）或门极G和主电极T2相对于主电极T1的电压为负（VT2<VT1、VG<VT1）时，则晶闸管的导通方向为T1→T2，此时T1为阳极，T2为阴极。
无论双向晶闸管的主电极T1与主电极T2之间所加电压极性是正向还是反向，只要门极G和主电极T1（或T2）间加有正、负极性不同的触发电压，满足其必须的触发电流，晶闸管即可触发导通呈低阻状态。此时，主电极T1、T2间的压降约1V。
双向晶闸管一旦导通，即使失去触发电压，也能继续维持导通状态。当主电极T1、T2电流减小至维持电流以下或T1、T2间电压改变极性，且无触发电压时，双向晶闸管即可自动关断，只有重新施加触发电压，才能再次导通。加在门极G上的触发脉冲的大小或时间改变时，其导通电流就会相应地改变。
二、晶闸管的识别与检测
1. 晶闸管外形的识别
晶闸管在电路中常用字母“VS”、“V”、“VT”、“Q”、“SCR”加数字表示，如：VS5表示编号为5的晶闸管。
不同公司生产的单向晶闸管其引脚排列通常并不一致，而双向晶闸管的引脚多数是按T2、G、T1的顺序从左至右排列（电极引脚向下，面对有字符的一面）。
2.晶闸管引脚的识别
晶闸管引脚排列依其品种、型号及功能等不同而异。要正确使用晶闸管，首先必须识别出晶闸管的各个电极。
（1）用指针式万用表检测
先用R×1或R×10挡任测两个极之间的电阻值，若正、反向测量指针均不动，可能是A、K或G、A极（对单向晶闸管而言），也可能是T2、T1或T2、G极（对双向晶闸管而言）。
若其中有一次测量指示数值为几十至几百欧，则必为单向晶闸管。且红笔所接为阴极K，黑笔接的为门极G，剩下即为阳极A。
若正、反向测指示的数值均为几十至几百欧，则必为双向晶闸管。其中必有一次阻值稍大，阻值稍大的一次红笔接的为门极G，黑笔所接为主电极T1，余下是主电极T2。
（2）用数字万用表检测
将数字万用表拨至二极管挡，红表笔任意固定接在某个引脚上，用黑表笔依次接触另外两个引脚，如果在两次测试中，一次显示值小于1V，另一次显示溢出符号“OL”或“1”（视不同的数字万用表而定），表明红表笔接的引脚是阴极K（单向晶闸管），或是主电极T2（双向晶闸管）。
若红表笔固定接一个引脚，黑表笔接第二个引脚时显示的数值为0.6～0.8V，黑表笔接第三个引脚显示溢出符号“OL”或“1”，且红表笔所接的引脚与黑表笔所接的第二个引脚对调时，显示的数值由0.6～0.8V变为溢出符号“OL”或“1”时（如图5所示），就可判定该晶闸管为单向晶闸管。其中红表笔所接的引脚是阴极K，第二个引脚为门极G，第三个引脚为阳极A。
若红表笔固定接一个引脚，黑表笔接第二个引脚时显示的数值为0.2～0.6V，黑表笔接第三个引脚显示溢出符号“OL”或“1”（如图6所示），且红表笔所接的引脚与黑表笔所接的第二个引脚对调，显示的数值固定为0.2～0.6V，就可判定该晶闸管为双向晶闸管。其中红表笔所接的引脚是主电极T2，第二个引脚为门极G，第三个引脚为主电极T1。
三、晶闸管的主要参数
晶闸管的主要电参数有正向转折电压UBO、正向平均漏电流IFL、反向漏电流IRL、断态重复峰值电压UDFM、反向重复峰值电压URRM、正向平均压降UF、通态平均电流IT、门极触发电压UG、门极触发电流IG、门极反向电压和维持电流IH等。
1.正向转折电压U\(_{BO}\)
晶闸管的正向转折电压U\(_{BO}\)是指在额定结温为100℃且门极G开路的条件下，在其阳极A与阴极K之间加正弦半波正向电压，使其由关断状态转变为导通状态时所对应的峰值电压。
2.断态重复峰值电压U\(_{DFM}\)
断态重复峰值电压U\(_{DFM}\)是指晶闸管在正向关断时，允许加在A、K（或T1、T2）极间最大的峰值电压。此电压约为正向转折电压U\(_{BO}\)减去100V后的电压值。
3.通态平均电流I\(_{T}\)
通态平均电流IT是指在规定环境温度和标准散热条件下，晶闸管正常工作时A、K（或T1、T2）极间所允许通过电流的平均值。
4.反向击穿电压U\(_{BR}\)
反向击穿电压是指在额定结温下，晶闸管阳极与阴极之间施加正弦半波反向电压，当其反向漏电电流急剧增加时所对应的峰值电压。
5.反向重复峰值电压U\(_{RRM}\)
反向重复峰值电压U\(_{RRM}\)是指晶闸管在门极G开路时，允许加在A、K极间的最大反向峰值电压。此电压约为反向击穿电压减去100V后的峰值电压。
6.正向平均电压降U\(_{F}\)
正向平均电压降U\(_{F}\)也称通态平均电压或通态压降电压，它是指在规定环境温度和标准散热条件下，当通过晶闸管的电流为额定电流时，其阳极A与阴极K之间电压降的平均值，通常为0.4～1.2V。
7.门极触发电压U\(_{GT}\)
门极触发电压U\(_{GT}\)是指在规定的环境温度和晶闸管阳极与阴极之间正向电压为一定值的条件下，使晶闸管从关断状态转变为导通状态所需要的最小门极直流电压，一般为1.5V左右。
8.门极触发电流T\(_{GT}\)
门极触发电流T\(_{GT}\)是指在规定环境温度和晶闸管阳极与阴极之间正向电压为一定值的条件下，使晶闸管从关断状态转变为导通状态所需要的最小门极直流电流。
9.门极反向电压
门极反向电压是指晶闸管门极上所加的额定电压，一般不超过10V。
10.维持电流T\(_{H}\)
维持电流IH是指维持晶闸管导通的最小电流。当正向电流小于T\(_{H}\)时，导通的晶闸管会自动关断。
11.断态重复峰值电流T\(_{DR}\)
断态重复峰值电流IDR是指晶闸管在断开状态下的正向最大平均漏电电流值，一般小于100μA。
12.反向重复峰值电流T\(_{RRM}\)
反向重复峰值电流T\(_{RRM}\)是指晶闸管在关断状态下的反向最大漏电电流值，一般小于100μA。
（赵理科）