晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡稱，又可稱做可控硅整流器，以前被簡稱為可控硅；1957年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品，并于1958年將其商業(yè)化；晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個極：陽極，陰極和門極； 晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。
晶閘管導(dǎo)通條件為：加正向電壓且門極有觸發(fā)電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路中用文字符號為“V”、“VT”表示（舊標(biāo)準(zhǔn)中用字母“SCR”表示）。
晶閘管（Thyristor）是一種開關(guān)元件，能在高電壓、大電流條件下工作，并且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中，是典型的小電流控制大電流的設(shè)備。1957年，美國通用電器公司開發(fā)出世界上第一個晶閘管產(chǎn)品，并于1958年使其商業(yè)化。
結(jié)構(gòu)
它是由一個P-N-P-N四層 （4 layers） 半導(dǎo)體構(gòu)成的，中間形成了三個PN結(jié)。
晶閘管的分類：
晶閘管按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通晶閘管（SCR）、雙向晶閘管（TRIAC）、逆導(dǎo)晶閘管（RCT）、門極關(guān)斷晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管（TT國外，TTS國內(nèi)）和光控晶閘管（LTT）等多種。
晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中，金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種；塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、中功率晶閘管和小功率晶閘管三種。
通常，大功率晶閘管多采用陶瓷封裝，而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。晶閘管按其關(guān)斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管，快速晶閘管包括所有專為快速應(yīng)用而設(shè)計的晶閘管，有常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管，可分別應(yīng)用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中。
關(guān)斷導(dǎo)通控制
晶閘管按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通晶閘管（SCR）、雙向晶閘管（TRIAC）、逆導(dǎo)晶閘管（RCT）、門極關(guān)斷晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管（TT國外，TTS國內(nèi)）和光控晶閘管（LTT）等多種。
引腳和極性
晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。
按封裝形式
晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中，金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種；塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。
電流容量分類
晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、中功率晶閘管和小功率晶閘管三種。通常，大功率晶閘管多采用陶瓷封裝，而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。
按關(guān)斷速度
晶閘管按其關(guān)斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管，快速晶閘管包括所有專為快速應(yīng)用而設(shè)計的晶閘管，有常規(guī)的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管，可分別應(yīng)用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中。（備注：高頻不能等同于快速晶閘管）
晶閘管的工作過程：
晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個PN結(jié)圖1，可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復(fù)合管圖2
當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時，為使晶閘管導(dǎo)通，必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。圖2中每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此，兩個互相復(fù)合的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門極電流Ig流入時，就會形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通，晶體管飽和導(dǎo)通。
設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2；發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik；電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，設(shè)流過J2結(jié)的反相漏電電流為Ic0，
晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：
Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0
若門極電流為Ig，則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig
從而可以得出晶閘管陽極電流為：I=（Ic0+Iga2）/（1-（a1+a2））（1—1）式
硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化如圖3所示。
當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓，而門極未受電壓的情況下，式（1—1）中，Ig=0，（a1+a2）很小，故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0 晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽極電壓下，從門極G流入電流Ig，由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高其電流放大系數(shù)a2，產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1，產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。從圖3，當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而（a1+a2）≈1時，式（1—1）中的分母1-（a1+a2）≈0，因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。
式（1—1）中，在晶閘管導(dǎo)通后，1-（a1+a2）≈0，即使此時門極電流Ig=0，晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后，門極已失去作用。
在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時，由于a1和a1迅速下降，當(dāng)1-（a1+a2）≈0時，晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。
晶閘管智能模塊可關(guān)斷晶閘管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦稱門控晶閘管。其主要特點(diǎn)為，當(dāng)門極加負(fù)向觸發(fā)信號時晶閘管能自行關(guān)斷。
前已述及，普通晶閘管（SCR）靠門極正信號觸發(fā)之后，撤掉信號亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)斷，必須切斷電源，使正向電流低于維持電流IH，或施以反向電壓強(qiáng)迫關(guān)斷。這就需要增加換向電路，不僅使設(shè)備的體積重量增大，而且會降低效率，產(chǎn)生波形失真和噪聲?？申P(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷，它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點(diǎn)，以具有自關(guān)斷能力，使用方便，是理想的高壓、大電流開關(guān)器件。GTO的容量及使用壽命均超過巨型晶體管（GTR），只是工作頻率比GTR低。目前，GTO已達(dá)到3000A、4500V的容量。大功率可關(guān)斷晶閘管已廣泛用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。
可關(guān)斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件，其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同，因此圖1僅繪出GTO典型產(chǎn)品的外形及符號。大功率GTO大都制成模塊形式。
盡管GTO與SCR的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同，但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即處于深度飽和狀態(tài)，而GTO在導(dǎo)通后只能達(dá)到臨界飽和，所以GTO門極上加負(fù)向觸發(fā)信號即可關(guān)斷。GTO的一個重要參數(shù)就是關(guān)斷增益，βoff，它等于陽極最大可關(guān)斷電流IATM與門極最大負(fù)向電流IGM之比，有公式
βoff =IATM/IGM
βoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大，說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強(qiáng)。很顯然，βoff與昌盛 的hFE參數(shù)頗有相似之處。
下面分別介紹利用萬用表判定GTO電極、檢查GTO的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力、估測關(guān)斷增益βoff的方法。
判定GTO的電極
將萬用表撥至R×1檔，測量任意兩腳間的電阻，僅當(dāng)黑表筆接G極，紅表筆接K極時，電阻呈低阻值，對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定G、K極，剩下的就是A極。（此處指的模擬表，電子式萬用表紅表筆與電池正極相連，模擬表紅表筆與電池負(fù)極相連）
檢查觸發(fā)能力
如圖2（a）所示，首先將表Ⅰ的黑表筆接A極，紅表筆接K極，電阻為無窮大；然后用黑表筆尖也同時接觸G極，加上正向觸發(fā)信號，表針向右偏轉(zhuǎn)到低阻值即表明GTO已經(jīng)導(dǎo)通；最后脫開G極，只要GTO維持通態(tài)，就說明被測管具有觸發(fā)能力。
檢查關(guān)斷能力
現(xiàn)采用雙表法檢查GTO的關(guān)斷能力，如圖2（b）所示，表Ⅰ的檔位及接法保持不變。將表Ⅱ撥于R×10檔，紅表筆接G極，黑表筆接K極，施以負(fù)向觸發(fā)信號，如果表Ⅰ的指針向左擺到無窮大位置，證明GTO具有關(guān)斷能力。
估測關(guān)斷增益βoff
進(jìn)行到第3步時，先不接入表Ⅱ，記下在GTO導(dǎo)通時表Ⅰ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n1；再接上表Ⅱ強(qiáng)迫GTO關(guān)斷，記下表Ⅱ的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n2。最后根據(jù)讀取電流法按下式估算關(guān)斷增益：
βoff=IATM/IGM≈IAT/IG=K1n1/ K2n2
式中K1—表Ⅰ在R×1檔的電流比例系數(shù)；
K2—表Ⅱ在R×10檔的電流比例系數(shù)。
βoff≈10×n1/ n2
此式的優(yōu)點(diǎn)是，不需要具體計算IAT、IG之值，只要讀出二者所對應(yīng)的表針正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)，即可迅速估測關(guān)斷增益值。
注意事項：
?、旁跈z查大功率GTO器件時，建議在R×1檔外邊串聯(lián)一節(jié)1.5V電池E′，以提高測試電壓和測試電流，使GTO可靠地導(dǎo)通。
?、埔獪?zhǔn)確測量GTO的關(guān)斷增益βoff，必須有專用測試設(shè)備。但在業(yè)余條件下可用上述方法進(jìn)行估測。由于測試條件不同，測量結(jié)果僅供參考，或作為相對比較的依據(jù)。