拉西斯特是微小的电子元件 改变了世界：你会在 一切从 计算器 和 计算机 自 电话, 收音机和 助听器。它们用途广泛，但这并不意味着它们可以做到 万事.虽然我们可以使用它们来打开微小的电流和 关闭(这是背后的基本原则 电脑内存)，和 将小电流转换为稍大的电流(这就是 放大器 作品)，它们在处理时不是很有用 更大的电流。另一个缺点是它们会关闭 一旦开关电流被移除，这意味着 它们在您想要的警报等设备中不是很有用 电路触发并无限期保持开启状态。对于这类工作， 我们可以转向一种类似的电子元件，称为 晶 闸 管，它有共同之处 二极管, 电阻, 和 晶体管.Thryristor相当容易理解， 尽管您在网上找到的大多数解释都是不必要的 复杂且经常令人困惑，令人难以置信。这就是我们的起点 要点：让我们看看我们是否可以清晰而简单地看看什么 晶闸管是什么，它们是如何工作的，以及什么样的 我们可以用它们做的事情!

　　图稿：典型的晶闸管看起来有点像晶体管，工作在 密切相关的方式。

　　什么是晶闸管?

　　首先，让我们确定一些术语。有些人 使用术语 可控硅整流器 (可控硅) 可与“晶闸管”互换使用。 事实上，硅控 整流器是通用电气介绍的品牌名称 描述它制造的一种特殊晶闸管。有 各种其他类型的晶闸管(包括称为 迪亚克 和 三端双向可控硅哪 设计为与交流电一起工作)，因此这些术语并不完全 同义。尽管如此，这篇文章是关于保持东西的 很简单，所以我们只讨论最一般的晶闸管 项并假设 SCR 完全相同。我们将它们自始至终称为晶闸管。

　　相片：晶闸管广泛用于像这样的电子功率控制电路。

　　三个连接

　　那么什么是晶闸管呢?这是一个电子 具有三个引线的组件，称为 阳极 (正极端子)， 阴极 (负极端子)，以及 门.这些有点类似 到三个引线上的一个 晶体管，你会记得它被称为 发射极、集电极和基极(用于传统晶体管)或 源极、漏极和栅极(在场效应晶体管或FET中)。 在传统晶体管中，三个引线之一(基极)起作用 作为调节彼此之间流动的电流量的控件 两个线索。晶闸管也是如此：栅极控制 在阳极和阴极之间流动的电流。 (值得注意的是，你可以得到 thryistors 有两四个引线，以及三个引线。但我们在保持 这里的事情很简单，所以我们只讨论最常见的品种。

　　晶体管与晶闸管

　　如果晶体管和晶闸管做同样的工作， 它们之间有什么区别?用晶体管，当一个小 电流流入基座，它使更大的电流在 发射器和收集器。换句话说，它既充当 开关和放大器同时：

　　晶体管的工作原理：流入基极的小电流使较大的电流在发射极和集电极之间流动。这是一个n-p-n晶体管，红色表示n型硅，蓝色表示p型，黑点代表电子，白点代表空穴。

　　FET内部也发生了类似的事情，只是我们在栅极上施加一个小电压以产生 帮助电流从源流向 排水。如果我们去掉基极(或栅极)处的小电流，大电流 立即停止从发射极流向集电极(或在FET中从源极流向漏极)。

　　现在，这通常不是我们想要发生的事情。在 类似于入侵者警报电路的东西(可能是入侵者 踏上压力垫的脚步，铃铛开始响起)，我们想要 小电流(由压力垫激活)使较大的电流跳闸 电流(铃铛铃声)和更大的电流继续流动 即使较小的电流停止(因此即使钟声仍然响起 我们倒霉的入侵者意识到了他的错误并退后一步)。在晶闸管中，这是 究竟发生了什么。栅极处的小电流触发了很多 阳极和阴极之间的电流更大。但即使我们那时 去掉栅极电流，较大的电流继续从 阴极的阳极。换句话说，晶闸管保持(“锁存器”)打开 并保持该状态，直到电路复位。

　　晶体管通常处理微小电子器件的地方 电流(毫安)，晶闸管可以处理实(电) 功率电流(通常为几百伏和 5-10 安培)。 这就是为什么我们可以在工厂电源开关之类的东西中使用它们， 速度控制 电动机, 家用调光开关、汽车点火开关、 电涌保护器和 温控 器.切换时间 实际上是瞬时的(以微秒为单位)，并且该有用的功能， 再加上缺乏运动部件和高可靠性，就是经常使用晶闸管的原因 作为电子(固态)版本的 继 电器 (电磁开关)。

　　晶闸管如何工作?

　　晶闸管是二极管和 晶体管，所以让我们简要回顾一下这些组件。如果 您不熟悉固态电子产品，我们有更长的和 更清晰的解释 二极管的工作原理 和 和 晶体管的工作原理, 您可能想先阅读。

　　晶闸管就像两个二极管

　　回想一下，二极管是两层半导体 (p型和n型)夹在一起产生 结 有趣的事情发生的地方。根据你如何连接 二极管，电流要么流过它，要么不流过它，使其成为 电子等同于单行道。具有积极的联系 对于P型(蓝色)和与N型(红色)的负连接，二极管是 前向偏置，所以电子(黑点)和空穴(白点)移动 愉快地穿过结点，正常的电流流动：

　　正向偏置二极管：电流流过p型(蓝色)和n型(红色)之间的结，由电子(黑点)和空穴(白点)携带。

　　在相反的配置中，与 n 型和 负于P型，二极管为 反向偏置：这 结成为电子和空穴无法跨越的巨大鸿沟 并且没有电流流动：

　　反向偏置二极管：电池以另一种方式连接时，结处的“耗尽区”变宽，因此没有电流流动。

　　在晶体管中，我们有三层交替排列的半导体(p-n-p或n-p-n)，得到 两个路口，有趣的事情可能发生。(场效应管略微 不同，有额外的金属和氧化物层，但仍然 本质上是一个 n-p-n 或 p-n-p 三明治。晶闸管只是下一步 序列： 四 半导体层，再次交替排列 给我们 p-n-p-n(或 n-p-n-p，如果你交换它) 三 它们之间的交汇点。阳极连接到外p层， 阴极到外N层，栅极到内部p 图层，如下所示：

　　晶闸管就像两个连接在一起的结二极管，但与内层之一(“栅极”)有额外的连接。

　　您可以看到这类似于串联的两个结二极管，但在底部有额外的栅极连接。 就像二极管一样，晶闸管也是整流器：它只在一个方向上导电。你不能简单地通过串联两个二极管来制造晶闸管：额外的栅极连接意味着它的意义远不止于此。如果您非常熟悉电子器件，您会注意到晶闸管和晶闸管之间的相似之处 肖克利二极管 (一种双二极管 四个交替半导体层，由晶体管先驱发明 威廉·肖克利 1956年)。晶闸管是从肖克利的晶体管和二极管工作演变而来的， 由 朱厄尔·詹姆斯·埃伯斯, 谁开发了我们接下来将要介绍的双晶体管模型。

　　插图：通用电气于 1957 年 7 月推出了第一个商业上成功的晶闸管(当时称为可控硅整流器)，这要归功于罗伯特·霍尔、尼克·霍洛尼亚克、F. W. “比尔” 古茨维勒、 等。这是比尔·古茨维勒(Bill Gutzwiller)的一项专利中晶闸管的基本例证。艺术品来自 美国专利3，040，270：包括变频振荡器的可控硅整流电路 由美国专利商标局提供。

　　晶闸管就像两个晶体管

　　不太明显的是，这四层就像两层一样工作 晶体管(n-p-n和p-n-p)连接在一起，因此 一个输出形成另一个的输入。大门服务 作为一种“启动电机”来激活它们。

　　晶闸管也像两个连接在一起的晶体管，因此每个晶体管的输出用作另一个晶体管的输入。

　　晶闸管的三种状态

　　那么这个东西是如何工作的呢?我们可以把它分成三种可能的状态，在所有三种状态下，它要么完全关闭，要么完全打开，这意味着它本质上是一个二进制的数字设备。要了解这些状态的工作原理，记住二极管和晶体管会有所帮助：

　　正向阻止

　　通常，在没有电流流入栅极的情况下，晶闸管关闭：没有电流可以从 阴极的阳极。为什么?将晶闸管想象成两个二极管连接 一起。上二极管和下二极管均为正向偏置。 然而，这意味着中心的结是反向偏置的，因此电流无法 从上到下一路走来。此状态称为 向前 阻塞.虽然它类似于传统二极管中的正向偏置，但没有电流流动。

　　反向阻塞

　　假设我们反转阳极/阴极连接。现在您可能可以看到 上二极管和下二极管反向偏置，因此仍然没有电流流过晶闸管。这是 叫 反向阻塞 (它类似于简单二极管中的反向偏置)。

　　前向传导

　　第三种状态是非常有趣的状态。我们需要阳极 正极和阴极负极。然后，当电流流入栅极时，它 打开下部晶体管，后者在上部晶体管上开关， 哪个打开下面的一个，依此类推。每个晶体管 激活另一个。我们可以将其视为一种内在的， 正面反馈 其中两个晶体管不断相互馈送电流 直到它们都被完全激活，此时电流可以流过它们 从阳极到阴极。此状态称为 前向传导 这就是一个 晶闸管“闩锁”(永久保持)打开。一旦晶闸管被锁定 像这样，您不能简单地通过将电流移除到 栅极：此时，栅极电流无关紧要，您必须 中断从阳极流向 阴极，通常通过关闭整个电路的电源。不遵循吗? 看看下面框中的动画，我希望它能说清楚。

　　晶闸管如何锁定

　　这个小动画是对晶闸管如何锁定的简单总结。你会注意到 我重新绘制了晶闸管，使其看起来像两个晶体管(顶部的p-n-p和下方的n-p-n)连接在一起 阳极、阴极和栅极一起构成三个外部连接。每个晶体管都起作用 作为对方的输入。那么它是如何工作的呢?

　　在没有电流流入栅极的情况下，晶闸管关闭，阳极之间没有电流流动 和阴极。

　　当电流流入栅极时，它有效地流入下部(n-p-n)晶体管的基极(输入)， 打开它。

　　一旦下部晶体管导通，电流就可以流过它，激活上部晶体管(p-n-p)的基极(输入)，将其也打开。

　　一旦两个晶体管完全导通(“饱和”)，电流就可以一直流过它们——从阳极到阴极的整个晶闸管。

　　由于两个晶体管保持彼此导通，因此晶闸管保持导通(“锁存器”)，即使栅极电流被移除。

　　晶闸管的种类

　　有点简化，这就是如何 晶闸管工作。有许多变化，包括 栅极关闭 (GTO) 设备 (可以通过栅极的作用打开或关闭)，AGT(阳极栅晶闸管) 具有通往阳极附近内部n型层(而不是阴极附近的p型层)的栅极的器件， 光电晶闸管，其中底座被光激活，以及各种其他。但它们都以大致相似的方式工作， 栅极使一个晶体管跳闸，然后使另一个晶体管跳闸。