1、晶閘管的結構與工作原理
外形有螺栓型和平板型兩種封裝。
有三個聯(lián)接端。
螺栓型封裝，通常螺栓是其陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便。
平板型晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間。
圖1.晶閘管的外形、結構和電氣圖形符號
a）外形b）結構c）電氣圖形符號
常用晶閘管的結構
按晶體管的工作原理，得：
Ic1=a1IA+ICBO1 ? ? ? ? ? ?（1-1）
?Ic2=a2IK+ICBO2 ? ? ? ? ?（1-2）
? IK=IA+IG ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1-3）
? ?IA=IC1+IC2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1-4）
式中a1和a2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益；ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流。由以上式可得：
圖2.晶的雙晶體管模型及其工作原理
a）雙晶體管模型b）工作原理
在低發(fā)射極電流下a是很小的，而當發(fā)射極電流建立起來之后，a迅速增大。
阻斷狀態(tài)：IG=0，a1+a2很小。流過晶閘管的漏電流稍大于兩個晶體管漏電流之和。
開通狀態(tài)：注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致a1+a2趨近于1的話，流過晶閘管的電流IA，將趨近于無窮大，實現(xiàn)飽和導通。IA實際上由于外電路負載的限制，會維持有限值。
其他幾種可能導通的情況：
1）陽極電壓升高至相當高的數(shù)值造成雪崩效應
2）陽極電壓上升率du/dt過高
3）結溫較高
4）光觸發(fā)
只有門極觸發(fā)是最精確、迅速而可靠的控制手段。
2、晶閘管的四點工作特性
晶閘管正常工作時的特性總結如下：
1）承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。
2）承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。
3）晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用。
4）要使晶閘管關斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。
晶閘管的工作特性
1）靜態(tài)特性
（1）正向特性
IG=0時，器件兩端施加正向電壓，只有很小的正向漏電流，為正向阻斷狀態(tài)。
正向電壓超過正向轉折電壓Ubo，則漏電流急劇增大，器件開通。
隨著門極電流幅值的增大，正向轉折電壓降低。
晶閘管本身的壓降很小，在1V左右。
圖3.晶閘管的伏安特性
（2）反向特性
反向特性類似二極管的反向特性。
反向阻斷狀態(tài)時，只有極小的反相漏電流流過。
當反向電壓達到反向擊穿電壓后，可能導致晶閘管發(fā)熱損壞。
2）動態(tài)特性
（1）開通過程
延遲時間td（0.5~1.5ms）
上升時間tr（0.5~3ms）
開通時間tgt以上兩者之和，tgt=td+tr（1-6）
圖4.晶閘管的開通和關斷過程波形
（2）關斷過程
反向阻斷恢復時間trr
正向阻斷恢復時間tgr
關斷時間tq以上兩者之和tq=trr+tgr（1-7）
普通晶閘管的關斷時間約幾百微秒