单向晶闸管(SCR)的结构与工作原理

    (1)结构。单向晶闸管的内部结构和等效图如图1所示。单向晶闸管有3个极：A极（阳极）、G极（门极）和K极（阴极）。单向晶闸管的内部结构如图1(a)所示，它相当于PNP型三极管和NPN型三极管以图1 (b)所示的方式连接而成。

   (2)工作原理。下面以图2所示的电路来说明单向晶闸管的工作原理。

    电源E2通过R2为单向晶闸管A、K极提供正向电压UAK，电源E1经电阻R1和开关S为单向晶闸管G、K极提供正向电压UGK。当开关S断开时，VT1无Ib1电流而无法导通，VT2也无法导通，单向晶闸管处于截止状态，I2电流为0。

    图1    单向晶闸管的内部结构和等效图

   (a)内部结构；(b)等效图

    图2    单向晶闸管的工作原理说明图

    如果将开关S闭合，电源E1马上通过R1、S为VT1提供Ib1电流，VT1导通，VT2也导通（VT2的Ib2电流经过VT1的c、e极）。VT2导通后，它的Ic2电流与E1提供的电流汇合形成更大的Ib1电流流经VT1的发射结，VT1导通更深，Ic1电流更大，VT2的Ib2也增大（VT2的Ib2与VT1的Ic1相等），Ic2增大，这样会形成强烈的正反馈，正反馈过程是

    正反馈使VT1、VT2都进入饱和状态，Ib2、Ic2都很大，Ib2、Ic2都由VT2的发射极流入，即单向晶闸管A极流入，Ib2、Ic2电流在内部流经VT1、VT2后从K极输出。很大的电流从单向晶闸管A极流入，然后从K极流出，相当于单向晶闸管A、K极之间导通。

    单向晶闸管导通后，若断开开关S，Ib2、Ic2电流仍存在，单向晶闸管继续导通。这时如果慢慢调低电源E2的电压，流人单向晶闸管A极的电流（即图中的I2电流）也慢慢减小，当电源电压调到很低时（接近0），流入A极的电流接近0，单向晶闸管进入截止状态。

    单向晶闸管有以下性质。

   1)无论A、K极之间加什么电压，只要G、K极之间未加正向电压，单向晶闸管就无法导通。

   2)只有A、K极之间加正向电压，并且G、K极之间也加一定的正向电压，单向晶闸管才能导通。

   3)单向晶闸管导通后，即使撤掉G、K极之间的正向电压，单向晶闸管仍继续导通。要让导通的单向晶闸管截止，可采用两种方法：一是让流入单向晶闸管A极的电流减小到某一值IH（维持电流），单向晶闸管即截止；二是让A、K极之间的正向电压UAK减小到0或为反向电压，单向晶闸管也能由导通转为截止。

    单向晶闸管导通和关断（截止）条件见表1。

    表1    单向晶闸管导通和关断（截止）条件

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