1.6 晶体闸流管
晶体闸流管简称为晶闸管，是一种具有3个PN结的功率型半导体器件，主要包括单向晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管等。
晶体闸流管在电路中的文字符号用“VS”来表示。
晶体闸流管具有以小电流（电压）控制大电流（电压）的作用，并具有体积小、重量轻、功耗低、效率高和开关速度快等优点，在无触点开关、可控整流、逆交、调光、调压和调速等方面得到广泛的应用。
1.6.1 单向晶闸管
1.晶闸管的种类
1）按控制特性可分为单向晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、正向阻断晶闸管、反向阻断晶闸管、双向触发晶闸管及光控晶闸管等。
2）按电流容量可分为小功率管、中功率管和大功率管。
3）按关断速度可分为普通晶闸管和高频晶闸管（工作频率＞10kHz）。
4）按封装形式可分为塑封式、陶瓷封装式、金属壳封装式和大功率螺栓式等。
2.晶闸管的参数
晶体闸流管的主要参数有额定通态平均电流、正反向阻断峰值电压、维持电流、控制极触发电压和电流等。
（1）额定通态平均电流（IT）
IT是指晶闸管导通时所允许通过的最大交流正弦电流的有效值。应选用IT大于电路工作电流的晶闸管。
（2）正、反向阻断峰值电压（UDRM、URRM）
UDRM是指晶闸管正向阻断时所允许重复施加的正向电压的峰值；URRM是指允许重复加在晶闸管两端的反向电压的峰值。电路施加在晶闸管上的电压必须小于UDRM与URRM，并留有一定余量，以免造成击穿损坏。
（3）维持电流（IH）
IH是指保持晶闸管导通所需要的最小正向电流。当通过晶闸管的电流小于IH时，晶闸管将退出导通状态而阻断。
（4）控制极触发电压（UG）和电流（IG）
即使晶闸管从阻断状态转变为导通状态时所需要的最小控制极直流电压和直流电流。
3.常见单向晶闸管实物及电路符号
在实际应用中，国产单向晶闸管主要有3CT系列和KP系列。常见单向晶闸管实物图及电路符号如图1-54所示。
图1-54 常见单向晶闸管实物图及电路符号
a）单向晶闸管电路符号 b）单向晶闸管实物图
4.单向晶闸管的工作过程
单向晶闸管是“PNPN”4层结构，形成3个PN结，具有3个外电极A、K和G，可等效为PNP、NPN两晶体管组成的复合管。单向晶闸管的等效图如图1-55所示。
图1-55 单向晶闸管的等效图
在A、K间加上正电压后，管子并不导通。当给控制极G加上正电压时，VT1、VT2相继迅速导通，此时即使去掉控制极的电压，晶闸管仍维持导通状态。
1.6.2 双向晶闸管
1.常见双向晶闸管实物及电路符号
在实际应用中，国产双向晶闸管主要有3CTS系列和KS系列。常见双向晶闸管实物图及电路符号如图1-56所示。
图1-56 常见双向晶闸管实物图及电路符号
2.常见双向晶闸管的特点及应用
双向晶闸管是在单向晶闸管的基础之上开发出来的，它是一种交流型功率控制器件。具有3只引脚，分别为控制极G、主电极T1和T2。
双向晶闸管不仅能够取代两个反向并联的单向晶闸管，而且只需要一个触发电路，使用很方便。为此，双向晶闸管可以等效为两个单向晶闸管反向并联，其等效图如图1-57所示。
图1-57 双向晶闸管的等效图
双向晶闸管可以控制双向导通，因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极和阴极，而称之为主电极T1、T2。
双向晶闸管主要用在无触点交流开关、交流调压、调光和调速等电路中。
1.6.3 可关断晶闸管
可关断晶闸管也称为门控晶闸管，它是在普通晶闸管基础上发展起来的功率型控制器件。最大优点是可以通过控制极关断。
普通晶闸管导通后控制极不起作用，要关断必须切断电源，使流过晶闸管的正向电流小于维持电流IH，而可关断晶闸管克服了上述缺陷。可关断晶闸管电路符号与通断示意图如图1-58所示。
图1-58 可关断晶闸管电路符号与通断示意图
当控制极G加上正脉冲电压时，晶闸管导通；当控制极G加上负脉冲电压时，晶闸管关断。
可关断晶闸管的主要作用是可关断无触点开关、直流逆变、调压、调光、调速等。
1.6.4 任务6——晶体闸流管的识别与判别
1.实训目的
1）能描述各类晶体闸流管的基本特性。
2）会熟练使用万用表。
3）能正确识别与检测各类晶体闸流管。
2.实训设备与器材准备
1）MF47A型指针万用表 1块。
2）DT-890型数字万用表 1块。
3）某台灯电路控制机板 1块。
4）各类晶闸管器件 若干。
3.实训步骤与报告
（1）晶体闸流管的直观识别
1）准备一块电路整机板，比如台灯电路控制机板。
2）在整机板上对各类晶体闸流管的名称、型号、引脚极性等进行识读。
3）做好记录。
（2）单向晶闸管的检测
1）将万用表置于“Ω”档，选择R×1kΩ档量程。
2）测量任意两极，若出现指针发生较大摆动时，黑表笔接触的是控制极G，红表笔接触的是阴极K，剩下就是阳极A。
3）测量A、K极正反向电阻，一般都为∞，而K、G极则具有二极管特性。
4）将万用表置于“Ω”档，选择R×1Ω档量程。
5）测量晶闸管能否维持导通，方法如下：将黑表笔接A极，红表笔接K极，此时指针应指向无穷大，当黑表笔再与G极接触时，指针即发生偏转，若黑表笔离开G极后，A、K间仍维持原偏转，则该晶闸管为好管。
（3）双向晶闸管的检测
1）双向晶闸管T2（第二阳极）极与G、T1（第一阳极）两极正反向电阻都为∞，且G极与T1极正、反向电阻都较小，并基本相同，利用这一点可判断出T2极。
2）判断G极与T1极时，可先设一极为G极，红表笔接T1极，黑表笔接T2极，读出黑表笔触发一下G极后维持导通时的阻值R1（黑表笔始终接触T2极）。
3）再设另一极为G极，重复上述操作，维持导通的阻值为R2，比较R1与R2的大小，以较小的一极假设为正确。双向晶闸管极性判别过程就是判别其好坏的过程，有必要还要检测其能否反向触发（用红表笔触发）且维持导通。
（4）可关断晶闸管的检测
1）将万用表置于“Ω”档，选择R×1Ω档量程。
2）黑表笔接阳极A，红表笔接阴极K，表针指示应为无穷大。
3）用一节1.5V电池串联一只100Ω左右的电阻作为控制电压，其一端接在阴极K上。
4）在用电池正极触碰一下控制极G后，表针应右偏指示晶闸管导通；在调换电池极性用电池负极触碰一下控制极G后，表针应返回无穷大指示晶闸管关断。
5）若满足上述要求，则说明该可关断晶闸管是好的，反之，已损坏。
（5）晶体闸流管的识别与判别实训报告
4.实训注意事项
当测量大功率晶闸管时（一般指10A以上），由于触发电流要求过大，维持导通压降过高，万用表R×1Ω档已不能提供足够的电压和电流，所以必须在红表笔端串入1个1.5V电池才能使晶闸管有足够的触发电流和导通压降。