**晶闸管与应用电路**
晶闸管，全称晶体闸流管，也称为可控硅整流器（SCR），自1956年由美国贝尔实验室发明以来，它在电力电子技术领域发挥了重要作用，尤其在大容量电力转换系统中占据着核心地位。尽管20世纪80年代以来全控型器件逐渐兴起，但晶闸管因其高电压和电流承载能力以及工作可靠性，至今仍具有重要地位。
**晶闸管的可控单向导电性**
晶闸管的可控单向导电性是其主要特性。实验表明，晶闸管在以下条件下导通和关断：
1. **导通条件**：晶闸管需在阳极与阴极之间加上正向电压，并且门极与阴极之间也要加上适当的正向电压。当这两个条件同时满足时，晶闸管由截止状态转变为导通状态。
2. **关断条件**：晶闸管导通后，若要使其关断，必须使阳极电流降低到晶闸管规定的维持电流以下。这可以通过减小阳极电压、增大负载电阻或施加反向阳极电压来实现。
3. **可控性**：晶闸管的开启需要门极电压的配合，但一旦导通，门极电压失去控制作用，晶闸管将继续导通，只要阳极保持正向电压。
4. **单向导电性**：导通的晶闸管在阳极加反向电压时会自动截止，即使门极没有电压，这一特性使得晶闸管具有单向导电的特性。
**晶闸管的工作原理与特性**
晶闸管的工作原理可等效为两个相互耦合的晶体管V1和V2。当阳极加正向电压，门极输入适当的正向电流时，形成正反馈，导致两个晶体管同时导通，从而晶闸管导通。其伏安特性表现为：
1. **正向转折电压**：当阳极电压达到一定值，即便门极无电流，晶闸管也会硬开通。
2. **导通状态**：导通后，晶闸管门极失去控制，其行为类似于一个二极管，电流由外电路决定。
3. **反向电压**：在反向电压作用下，晶闸管不会导通，除非发生反向击穿。
4. **反向击穿**：当反向电压达到足够大时，晶闸管会发生反向击穿，但这通常被视为不正常工作状态。
**晶闸管的应用与类型**
晶闸管有多种形态，如螺栓型、晶闸管模块和平板型，适用于不同功率和环境需求。它们广泛应用于电机调速、电源调节、开关电源、逆变器、电镀电源等领域。
**触发与控制手段**
最精确和快速的控制方式是通过门极触发电流。此外，高阳极电压上升率、高温或光触发光也可以触发晶闸管，但在高压电力设备中，光控晶闸管更为常见，因为其提供了良好的绝缘。
总结，晶闸管作为一种重要的半导体器件，其可控单向导电性和独特的导通、关断机制，使其在电力电子系统中扮演着不可或缺的角色。理解并掌握晶闸管的工作原理和特性，对于设计和维护电力设备至关重要。
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