一种具有整流作用的半导体元件——晶闸管

更新时间：2024-07-11

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什么是晶闸管？

一种具有整流作用的半导体元件——晶闸管

晶闸管是一种具有整流作用的半导体元件。又称SCR （Silicon Controlled Rectifier）或可控硅换向器。整流是指将交流电转变为直流电。具有整流作用的典型电子元件是二极管。

二极管和晶闸管的区别在于栅端子。晶闸管有一个称为栅极的端子，只有当电流通过栅端子时才表现出整流作用。

晶闸管用于工业应用，例如苏打工业和电解电镀。纯碱工业是通过电解盐水生产烧碱和氢气的工业。烧碱用作肥皂和洗涤剂的原料。晶闸管产生大的直流电流来电解盐水。

在日常生活中，它用于调节 LED 照明等。通过使用晶闸管控制流向 LED 的电流来调暗照明。控制 LED 照明的设备称为LED 驱动器，它几乎总是包含晶闸管。

晶闸管具有由p型半导体和n型半导体组成的PNPN四极结构。它们具有从中间的N型或P型半导体引出栅端子的结构，分别称为N型栅极和P型栅极。

由于它具有四重结构，因此具有三个关节。从阳极侧到阴极侧观察结，第一和第三结是正向偏置的。相反，第二个结是反向偏置的。在这种状态下，如果试图让电流从阳极侧流向阴极侧，几乎不会有电流流过。

然而，当向晶闸管施加正向电压并且电流流过栅端子时，会发生称为雪崩击穿的现象，导致阳极和阴极之间导通。这称为晶闸管的触发或导通。

晶闸管导通后，当流向阳极的电流变为0时，导通中断。这称为关断或灭弧。由于交流电周期性地存在电压变为0的时刻，因此晶闸管自然关断。

晶闸管可用于控制大量功率。晶闸管用于控制大量功率的设备的功率部分。具体例子如下。

1.整流器
整流是将交流电转换为直流电。整流器是整流电路的关键部分，采用二极管和晶闸管。晶闸管整流器比二极管整流器更小、更轻，但它们的高频会在电源系统中产生噪声。近年来，已经开发出抑制谐波的晶体管整流器。

2、交流电机控制控制
交流电机转速的装置称为VVVF装置。 VVVF装置内部有转换器部分和逆变器部分。转换器部分是将交流电转换为直流电的部分。二极管主要用于转换器部分。

逆变器部分是利用整流的反向操作将直流电转换为交流电的装置。在逆变器内部，交流电首先被转换为直流电。通过使用晶闸管等高速切换直流电源来产生交流电流。