可控矽工作原理

可控矽分為單向可控矽、雙向可控矽，兩者原理分別是：

1、單向可控矽（閘流體）結構原理：

單向可控矽是一種可控整流電子元件，能在外部控制訊號作用下由關斷變為導通，但一旦導通，外部訊號就無法使其關斷，只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關斷。單向可控矽是由三個PN接面PNPN組成的四層三端半導體器件與具有一個PN接面的二極體相比，單向可控矽正向導通受控制極電流控制；與具有兩個PN接面的三極體相比，差別在於可控矽對控制極電流沒有放大作用。

2、雙向可控矽（閘流體）結構原理：

雙向可控矽具有兩個方向輪流導通、關斷的特性。雙向可控矽實質上是兩個反並聯的單向可控矽，是由NPNPN五層半導體形成四個PN接面構成、有三個電極的半導體器件。由於主電極的構造是對稱的（都從N層引出），所以它的電極不像單向可控矽那樣分別叫陽極和陰極，而是把與控制極相近的叫做第一電極A1，另一個叫做第二電極A2。雙向可控矽的主要缺點是承受電壓上升率的能力較低。這是因為雙向可控矽在一個方向導通結束時，矽片在各層中的載流子還沒有回到截止狀態的位置，必須採取相應的保護措施。雙向可控矽元件主要用於交流控制電路，如溫度控制、燈光控制、防爆交流開關以及直流電機調速和換向等電路。

以矽單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件，起始於1957年，因為它的特性類似於真空閘流管，所以國際上通稱為矽晶體閘流管，簡稱閘流體T，又因為閘流體最初的在靜止整流方面，所以又被稱之為矽可控整流元件，簡稱為可控矽SCR。

在效能上，可控矽不僅具有單向導電性，而且還具有比矽整流元件（俗稱"死矽")更為可貴的可控性。它只有導通和關斷兩種狀態。

可控矽能以毫安級電流控制大功率的機電裝置，如果超過此功率，因元件開關損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時，標稱電流應降級使用。

可控矽的優點很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數高達幾十萬倍；反應極快，在微秒級內開通、關斷；無觸點執行，無火花、無噪音；效率高，成本低等等。

可控矽的弱點：靜態及動態的過載能力較差；容易受干擾而誤導通。

可控矽從外形上分類主要有：螺栓形、平板形和平底形。

可控矽元件的結構

不管可控矽的外形如何，它們的管芯都是由P型矽和N型矽組成的四層P1N1P2N2結構。它有三個PN接面（J1、J2、J3），從J1結構的P1層引出陽極A，從N2層引出陰級K，從P2層引出控制極G，所以它是一種四層三端的半導體器件。