1） 晶闸管导通条件：阳极加正向电压、门极加适当正向电压。 2）关断条件：流过晶闸管的电流小于维持电流。

3．晶闸管的导通关断原理

由晶闸管的内部结构可知，它是四层（P1N1P2N2）三端（A、K、G）结构，有三个PN

结，即J1、J2、J3。因此可用三个串联的二极管等效（如图1－3）。当阳极A和阴极K两端加正向电压时，J2处于反偏，P1N1P2N2结构处于阻断状态，只能通过很小的正向漏电流，当阳极A和阴极K两端加反向电压时，J1和J3处于反偏，P1N1P2N2结构也处于阻断状态，只能通过很小的反向漏电流，所以晶闸管具有正反向阻断特性。

晶闸管的P1N1P2N2结构又可以等效为两个互补连接的晶体管（如图1－5所示）。晶

闸管的导通关断原理可以通过等效电路来分析。

（a） (b) 图1－5 晶闸管工作原理的等效电路 （a）以互补三极管等效 （b）晶

闸管工作原理等效电路

当晶闸管加上正向阳极电压，门极也加上足够的门极电压时，则有电流IG从门极流入N1P2N2管的基极，经N1P2N2管放大后的集电极电流IC2又是P1N1P2管的基极电流，再经P1N1P2管的放大，

其集电极电流IC1又流人N1P2N2管的基极，如此循环，产生强烈的正反馈过程，使两个晶体管快速饱和导通，从而使晶闸管由阻断迅速地变为导通。导通后晶闸管两端的压降一般为1．5 V左右，流过晶闸管的电流将取决于外加电源电压和主回路的阻抗。

晶闸管一旦导通后，即使IG=0，但因IC1的电流在内部直接流入N1P2N2管的基极，晶闸管仍将继续保持导通状态。若要晶闸管关断，只有降低阳极电压到零或对晶闸管加上反向阳极电压，使IC1的电流减少至N1P2N2管接近截止状态，即流过晶闸管的阳极电流小于维持电流，晶闸管方可恢复阻断状态。

二、 晶闸管特性与主要参数 1．晶闸管的阳极伏安特性

晶闸管的阳极与阴极间电压和阳极电流之间的关系，称为阳极伏安特性。其伏安特性曲线如图1-6所示。

反向阻断 正向转折电压 反向击穿电压 正向阻断

图1-6 晶闸管阳极伏安特性

图中第Ⅰ象限为正向特性，当IG=0时，如果在晶闸管两端所加正向电压UA未增到正向转折电压UBO时，晶闸管都处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电流。当UA增到UBO时，则漏电流急剧增大，晶闸管导通，正向电压降低，其特性和二极管的正向伏安特性相仿，称为正向转折或“硬开通”。多次“硬开通”会损坏管子，晶闸管通常不允许这样工作。一般采用对晶闸管的门极加足够大的触发电流使其导通，门极触发电流越大，正向转折电压越低。

晶闸管的反向伏安特性如图中第Ⅲ象限所示，它与整流二极管的反向伏安特性相似。处于反向阻断状态时，只有很小的反向漏电流，当反向电压超过反向击穿电压UBO时，反向漏电流急剧增大，造成晶闸管反向击穿而损坏。

2．晶闸管的主要参数

在实际使用的过程中，我们往往要根据实际的工作条件进行管子的合理选择，以达到满意的技术经济效果。怎样才能正确的选择管子呢？这主要包括两个方面：一方面要根据实际情况确定所需晶闸管的额定值；另一方面根据额定值确定晶闸管的型号。

晶闸管的各项额定参数在晶闸管生产后，由厂家经过严格测试而确定，作为使用者来说，只需要能够正确地选择管子就可以了。表1-2列出了晶闸管的一些主要参数。

表1-2 晶闸管的主要参数

（1）晶闸管的电压定额 1）断态重复峰值电压UDRM

在图1－6的晶闸管的阳极伏安特性中，我们规定，当门极断开，晶闸管处在额定结温时，允许重复加在管子上的正向峰值电压为晶闸管的断态重复峰值电压，用UDRM表示。它是由伏安特性中的正向转折电压UBO减去一定裕量，成为晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM，然后再乘以90%而得到的。至于断态不重复峰值电压UDSM与正向转折电压UBO的差值，则由生产厂家自定。这里需要说明的是，晶闸管正向工作时有两种工作状态：阻断状态简称断态；导通状态简称通态。参数中提到的断态和通态一定是正向的，因此，“正向”两字可以省去。

2）反向重复峰值电压URRM

相似的，我们规定当门极断开，晶闸管处在额定结温时，允许重复加在管子上的反向峰值电压为反向重复峰值电压，用URRM表示。它是由伏安特性中的反向击穿电压URO减去一定裕量，成为晶闸管的反向不重复峰值电压URSM，然后再乘以90%而得到的。至于反向不重复峰值电压URSM与反向转折电压URO的差值，则由生产厂家自定。一般晶闸管若承受反向电压，它一定是阻断的。因此参数中 “阻断” 两字可省去。

3）额定电压UTn

将UDRM和URRM中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值。例如：一晶闸管实测UDRM＝812V，URRM＝756V，将两者较小的756V按表1－2取整得700V，该晶闸管的额定电压为700V。

在晶闸管的铭牌上，额定电压是以电压等级的形式给出的，通常标准电压等级规定为：电压在1000V以下，每100V为一级，1000V到3000V，每200V为一级，用百位数或千位和百位数表示级数。电压等级见表1-3。

表1—3 晶闸管标准电压等级

在使用过程中，环境温度的变化、散热条件以及出现的各种过电压都会对晶闸管产生影响，因此在选择管子的时候，应当使晶闸管的额定电压是实际工作时可能承受的最大电压的2~3倍，即：

UTn?（2～3）UTM

4）通态平均电压UT（AV）

在规定环境温度、标准散热条件下，元件通以额定电流时，阳极和阴极间电压降的平均值，称通态平均电压（一般称管压降），其数值按表1-4分组。从减小损耗和元件发热来看，应选择UT（AV）较小的管子。实际当晶闸管流过较大的恒定直流电流时，其通态平均电压比元件出厂时定义的值（如表1-4所示）要大，约为1.5V。

表1-4 晶闸管通态平均电压分组

组别 通态平均电压（V） 组别 通态平均电压（V）

（2）晶闸管的电流定额 1）额定电流IT(AV)

由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来表示，晶闸管额定电流的标定与其他电器设备不同，采用的是平均电流，而不是有效值，又称为通态平均电流。所谓通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载电路

A UT≤0.4 B 0.4＜UT≤0.5 C D E 0.7＜UT≤0.8 0.5＜UT≤0.6 0.6＜UT≤0.7 F 0.8＜UT≤0.9 G 0.9＜UT≤1.0 H I 1.0＜UT≤1.1 1.1＜UT≤1.2