一、可控硅、可控硅模塊

英國愛默生CT直流控制器上的可控硅

二、可控硅實物和封裝形式

備注：常用的封裝形式：SOP、TO、平面模塊式、圓柱式、餅狀。

三、單向和雙向可控硅SCR工作原理和等效電路

圖A是單向可控硅的結構圖。

圖B是單向可控硅等效電路圖，相當于一只PNP三極管和一只NPN三極管串聯而成。

圖C可控硅符號圖，也是小功率和直插式大功率可控硅內部電路結構圖，電流一般是在41A以下。

圖D是外形為圓柱形、餅形、平面形可控硅內部電路結構圖，電流一般是在60A至幾千安以上，內部多了一只等效電阻R。該電阻阻值在5歐至50歐之間，視可控硅電流而定，電流越大，該電阻設計上越小。老化的可控硅該電阻也會變小，如500A新的單向可控硅，該電阻有20多歐；如果是舊的，該電阻只有5一10歐。該電阻變小，單向可控硅的耐壓就變得越小，觸發電流就變得越大。從圖中可以看出，當用數字式萬用表二極管檔測量小功率單向可控硅時，只要在G極接紅表筆（是機內電源的正極，與指針表相反）與K極接黑表筆（是機內電源的負極，與指針表相反）時，正向導通，正向壓降在0.3一0.7V之間；反過來，則是無窮大，G極、K極與A極之間是無窮大；否則，該單向可控硅損壞。對于大功率單向可控硅，G極與K極之間正反測量都有一定的電阻，而與A極是無窮大的，否則該管損壞。單向可控硅有三個極，即陽極A、陰極K、控制極G。陽極A需要加正向電壓、陰極需要加反向電壓。導通前，陰極和陽極必須有足夠電位，G極必須有正向電流時，單向可控硅才能觸發導通。

四、單向可控硅工作原理

單向可控硅的工作原理：在沒有控制信號G到達時，兩只三極管由于沒有正偏置，處在截止狀態。當G極與K極出現正偏時，NPN管產生電流IB而出現IC，IC使PNP管B極正偏，出現PNP管IC，PNP管IC反過來又使NPN管B極正偏導通，完成循環自激過程，可控硅觸發導通。所以，只要G極一經觸發導通后再撤消，單向可控硅也可自行保持導通，要等到失去負載且陽極電流為零后才能自行關斷。如果在直流電路，由于電壓是持續不變且永久性存在的，單向可控硅就沒法關斷，必須以強迫方式關斷。如果在交流電路中，由于交流電壓存在過零，在零點狀態下，單向可控硅陽極電壓為零、電流也為零，自行關斷，說明如下:

圖A是觸發條件1（外電源觸發：外部電源觸發），當單向可控硅觸發極G與陰極K產生一定電位，且有足夠電流IG激發后，單向可控硅導通。

圖B是觸發條件2（等電位觸發：G和A同電位觸發），當可控硅G極與陽極等電位時，G極正偏，只要R1能提供足夠電流，單向可控硅就能導通。當交流電壓過零時，流過單向可控硅的正向電流瞬間中斷，單向可控硅自行關斷，負半周時由于單可控硅單向導電作用，不管如何觸發，單向可控硅都不能導通。當第二個正半周到來時，單向可控硅要再次進行觸發才能導通。單向可控硅觸發電流IG視不同功率不同類型而不同，小功率TO封裝的可控硅一般是幾毫安到十幾毫安；大功率圓柱形、餅形、平面型的單向可控硅要20mA一200mA才能觸發導通。

五、單向可控硅的觸發方式

由于單向可控硅觸發導通后相當于整流，如果要控制交流，即兩個周波完全能通過時必須采用兩只單向可控硅進行反方向并聯，一只通過正半周，一只通過負半周，這樣周波才能完整，說明如下：

上圖中，兩只單向可控硅分別承擔著正負半周電壓電流的通過，輸出就是一個完整正弦波。如果用于電加熱系統或直流電機調速，可以只通過正半周給負載供電；但是如果是交流電動機，則必須保證兩個半的電壓有效值完全一致，否則會出現直流分量而燒壞馬達。該電路是目前交流電路的常用控制方式，但是需要兩組觸發電路，且兩組觸發電路觸發角必須保持相差180度（即正半周觸發角與負半周觸發角完全相同），這樣正負半周電壓有效值才能一致。

六、雙向可控硅工作原理

雙向可控硅相當于兩只單向可控硅的反方向并聯，是用一只封裝元件對兩只單向可控硅進行集成并改進觸發電路，形成只有一個觸發極。

圖A是兩只單向可控硅反方向并聯圖，有兩個控制極。

圖B是雙向可控硅的電路符號，只有一個控制極。

圖C是雙向可控硅內部等效電路圖（與實際可控硅有些區別），只有一個控制極，內部電阻R7是一只等效電阻，不是實際電阻，等效阻值是5一50歐，視可控硅銘牌電流而定，電流越大，該等交電阻越小。老化的可控硅該等效電阻也會變小，如500A的雙向可控硅，如果是新的，該電阻就有20多歐；如果是舊的，該電阻只有5一10歐。該電阻變小，可控硅的耐壓就變小。

注意：用數字表量雙向可控硅G與T，大于0Ω是好的，等于0Ω是壞的！

七、雙向可控硅的觸發方式

雙向可控硅的T1與G之間用萬用表電阻檔正反測量時，存在一定電阻，而與T2之間是永遠無窮大，否則該管損壞。根據原理圖可以分析出，當G極為正極性觸發信號時，觸發對象是雙向可控硅內部左邊的單向可控硅；當G極為負極性觸發信號時，觸發是右邊的單向可控硅，兩只可控硅永遠保持與T2等電位、與T1產生正向電位差而導通。雙向可控硅觸發條件說明如下：