可控硅(SiliconControlledRectifier)簡稱SCR，是一種大功率電器元件，也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中，可作為大功率驅動器件，實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統中得到了廣泛的應用。

可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅，簡稱TRIAC。雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接，這種可控硅具有雙向導通功能。其通斷狀態由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負脈沖)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優點是控制電路簡單，沒有反向耐壓問題，因此特別適合做交流無觸點開關使用。 晶閘管的動態特性影響其開關損耗。甘肅大功率晶閘管

晶閘管和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是電力電子領域的兩大**器件，各自具有獨特的性能優勢和適用場景。
應用場景上，晶閘管在傳統高功率領域占據主導地位。例如，電解鋁行業需要數萬安培的直流電流，晶閘管整流器是推薦方案；高壓直流輸電系統中，晶閘管換流器可實現GW級功率傳輸。而IGBT則是現代電力電子設備的**。在光伏逆變器中，IGBT通過高頻開關實現最大功率點跟蹤（MPPT）；電動汽車的電機控制器依賴IGBT實現高效電能轉換。
發展趨勢方面，晶閘管技術正朝著更高耐壓、更大電流容量和智能化方向發展，例如光控晶閘管和集成保護功能的模塊；IGBT則不斷提升開關速度、降低導通損耗，并向更高電壓等級（如10kV以上）拓展。近年來，混合器件（如IGCT，集成門極換流晶閘管）結合了兩者的優勢，在兆瓦級電力電子裝置中展現出良好的應用前景。 天津小功率晶閘管晶閘管的溫度系數影響其高溫性能。

晶閘管的觸發電路是確保其可靠工作的關鍵環節。設計觸發電路時，需考慮觸發脈沖的幅度、寬度、前沿陡度以及與主電路的同步問題。同步問題是觸發電路設計的重要挑戰之一。在交流電路中，觸發脈沖必須與電源電壓保持嚴格的相位關系，以實現對導通角的精確控制。常用的同步方法包括變壓器同步、過零檢測同步和數字鎖相環（PLL）同步。例如，在交流調壓電路中，通過檢測電源電壓過零點作為基準，再延遲一定角度（觸發角α）輸出觸發脈沖，即可實現對負載功率的調節。觸發脈沖參數的選擇直接影響晶閘管的性能。觸發脈沖幅度一般為門極觸發電流的3-5倍，以確?？煽坑|發；脈沖寬度需大于晶閘管的開通時間（通常為5-20μs）；前沿陡度應足夠大（通常要求di/dt>1A/μs），以提高晶閘管的動態響應速度。隔離技術在觸發電路中至關重要。為避免主電路高壓對控制電路的干擾，通常采用脈沖變壓器、光耦或光纖進行電氣隔離。例如，光耦隔離觸發電路利用發光二極管將電信號轉換為光信號，再通過光敏三極管還原為電信號，實現信號傳輸的同時切斷電氣連接。

雙向晶閘管的散熱設計與熱管理策略

雙向晶閘管的散熱設計直接影響其性能和可靠性。當雙向晶閘管導通時，通態壓降（約 1.5V）會產生功耗，導致結溫升高。若結溫超過額定值（通常為 125°C），器件性能會下降，甚至損壞。散熱方式主要有自然冷卻、強迫風冷和水冷。對于小功率應用（如家用調光器），可采用自然冷卻，通過鋁合金散熱片擴大散熱面積。散熱片的熱阻需根據雙向晶閘管的功耗和環境溫度計算，一般要求熱阻小于 10°C/W。對于**率應用（如電機控制器），可采用強迫風冷，通過風扇加速空氣流動，降低散熱片溫度。此時需注意風扇的風量和風壓匹配，確保散熱效率。對于高功率應用（如工業加熱設備），水冷系統是更好的選擇，其散熱效率比風冷高 3-5 倍。在熱管理策略上，可在散熱片與雙向晶閘管之間涂抹導熱硅脂，減小接觸熱阻；并安裝溫度傳感器實時監測溫度，當溫度過高時自動降低負載或切斷電路。 不間斷電源（UPS）中，晶閘管模塊用于切換備用電源。

單向晶閘管的制造依賴于半導體平面工藝，主要材料是高純度單晶硅。其制造流程包括外延生長、光刻、擴散、離子注入等多個精密步驟。首先，在N型硅襯底上生長P型外延層，形成P-N結；接著，通過多次光刻和擴散工藝，構建出四層三結的結構；然后，進行金屬化處理，制作出陽極、陰極和門極的歐姆接觸；然后再進行封裝測試。制造過程中的關鍵技術參數，如雜質濃度、結深等，會直接影響晶閘管的耐壓能力、開關速度和觸發特性。采用離子注入技術可以精確控制雜質分布，從而提高器件的性能和可靠性。目前，高壓晶閘管的耐壓值能夠達到數千伏，電流容量可達數千安，這為高壓直流輸電等大功率應用奠定了堅實的基礎。 晶閘管的觸發方式包括直流、交流、脈沖觸發等。北京雙向晶閘管

快速晶閘管適用于中高頻逆變器、感應加熱等場景。甘肅大功率晶閘管

1、 額定通態平均電流IT 在一定條件下，陽極---陰極間可以連續通過的50赫茲正弦半波電流的平均值。
2、 正向阻斷峰值電壓VPF 在控制極開路未加觸發信號，陽極正向電壓還未超過導能電壓時，可以重復加在可控硅兩端的正向峰值電壓。可控硅承受的正向電壓峰值，不能超過手冊給出的這個參數值。
3、 反向阻斷峰值電壓VPR 當可控硅加反向電壓，處于反向關斷狀態時，可以重復加在可控硅兩端的反向峰值電壓。使用時，不能超過手冊給出的這個參數值。
4、 觸發電壓VGT 在規定的環境溫度下，陽極---陰極間加有一定電壓時，可控硅從關斷狀態轉為導通狀態所需要的**小控制極電流和電壓。
5、 維持電流IH 在規定溫度下，控制極斷路，維持可控硅導通所必需的**小陽極正向電流。許多新型可控硅元件相繼問世，如適于高頻應用的快速可控硅，可以用正或負的觸發信號控制兩個方向導通的雙向可控硅，可以用正觸發信號使其導通，用負觸發信號使其關斷的可控硅等等。 甘肅大功率晶閘管