1.晶闸管结构

图5-2所示是晶闸管结构示意图。从图中能够看出，它是一个有3个PN结的四层半导体器件。由最外面一层的P型材料引出一个电极作为阳极A。由最外面一层的N型材料引出一个电极作为阴极K。中间的P型材料引出一个电极作为控制极G。四层半导体之间分别形成3个PN结，分别是J₁、J₂和J₃。

2.晶闸管工作原理

图5-3所示是4层半导体结构等效成两只晶体管电路的示意图。给A、K之间加上正向电压U_AK时，即A极为高电位，K极为低电位。然后，再给G、K之间加上正向电压U_GK时，即G极为高电位，K极为低电位。此时，VT₂在U_GK正向偏置电压下导通，其集电极电压下降，使VT₁也导通。

图5-2 晶闸管结构示意图

图5-3 晶闸管等效电路

设VT₁电流放大倍数为β₁，VT₂电流放大倍数为β₂，在U_GK作用下，VT₂有基极电流I_B2，其集电极电流为I_C2，I_C2即为VT₁的基极电流I_B1，I_B1=I_C2=β₁I_B2。经VT₁的放大，其集电极电流I_C1=β₁β₂I_B2。I_C1又作为VT₂的基极电流馈入VT₂基极。显然，此时的I_B2已大得多，说明VT₁、VT₂构成正反馈电路，经正反馈很快使VT₁和VT₂处于饱和导通状态。

重要提示

在晶闸管导通后，去掉U_GK，VT₁和VT₂仍然处于导通状态。

这里将晶闸管的工作原理归纳成以下几点，如表5-4所示。

表5-4 晶闸管的工作原理小结

通过以上分析可知，晶闸管相当于一个导通与截止受控制极触发电压控制的电子开关器件。

3.晶闸管导通条件

要使晶闸管导通，必须同时满足下列两个条件：

（1）A、K极之间加一定大小的正向电压。

（2）在G、K极之间加上一定大小和时间的正向电压。

给晶闸管的G、K电极之间加上反向电压时，即K极为高电位，G极为低电位，无论给晶闸管的A、K极之间加上什么电压，晶闸管均不能导通而处于截止状态。

给晶闸管的A、K极之间加上反向电压时，即K极为高电位，A极为低电位，无论给晶闸管的G、K极之间加上什么电压，晶闸管也不能导通，处于截止状态。

重要提示(www.daowen.com)

晶闸管导通后，去掉控制极上的电压，不影响晶闸管的导通状态，由此可见，在晶闸管导通后控制极已不起作用。

4.晶闸管伏安特性

图5-4所示是晶闸管的伏安特性曲线，分为正向和反向特性两部分。

图5-4 晶闸管伏安特性曲线

重要提示

正向特性曲线是在控制极开路的情况下，电压、电流之间的关系特性曲线；反向特性曲线与普通二极管的反向特性相似，在反向电压加大到一定程度时，反向电流迅速增大。

正向特性曲线分成两部分：

（1）未导通的特性。正向电压在加到很大时，晶闸管的电流仍然很小。这相当于二极管的正向电压小于开启电压时的特性。

（2）导通后的特性。当正向电压大到正向转折电压时，曲线突然向左，而电流很快增大。导通后，晶闸管两端的压降很小，约为0.6～1.2V，电压稍有一些变化时，电流变化很大，这一特性曲线同二极管导通后伏安特性曲线相似。

从正向特性曲线上可以得知，晶闸管在G、K极之间不加正向电压时，晶闸管也能导通，但是要在A、K极之间加上很大的正向电压才行。这种使晶闸管导通的方法在电路中是不允许的，因为这样很可能造成晶闸管的不可逆的击穿，损坏晶闸管。所以，在使用中要避免这种情况的发生。

5.晶闸管控制极电流的影响

在晶闸管G、K极之间加上正向电压后，晶闸管便容易导通。图5-5所示是控制极电流I_G对晶闸管正向转折电压影响的曲线。

某型号晶闸管在I_G=0时，正向转折电压U_BO=800V。在I_G=5mA时，正向转折电压U_BO=200V。在I_G=15mA时，正向转折电压U_BO=5V。

6.晶闸管主要参数

表5-5所示是晶闸管主要参数。

图5-5 晶闸管控制极电流I_G对晶闸管正向转折电压影响的曲线

表5-5 晶闸管主要参数