我們知道二極管、三級管是一種常用的半導體材料的元器件，其實半導體材料的器件還有很多，今天我們就來講講其中的一種：晶閘管。

晶閘管的應用場景非常廣泛，在發電站就是其中一個場景。在高壓直流輸電中，必須借助轉換站將大量的交流電轉換為直流電。之后，直流電被傳輸到用戶。

這項重要的轉換任務由稱為“晶閘管”的獨特半導體開關設備執行，更具體地說，由硅控整流器執行。學習晶閘管之前，可以先看下我分享過的一篇文章：。

1、晶閘管介紹

晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡稱，又可稱做可控硅整流器，以前被簡稱為可控硅；

如下圖，不同的半導體開關器件，例如二極管和晶體管。同樣和這些器件一樣，晶閘管也是一種開關器件。所有這些開關裝置均由眾所周知的硅半導體材料制成，晶閘管由N和P區域的4個交替層組成。

要了解為什么使用晶閘管，讓我們看一下普通晶體管BJT）的工作原理。

2、BJT工作原理

BJT：BipolarJunctionTransistor雙極結型晶體管。

如下圖，當連接主電源時，我們會觀察到晶體管的一個結點總是反向偏置。

要接通晶體管，我們只需在發射極和基極端子之間連接一個次級電壓源，就可以導通晶體管了。如下圖：

如果我們移除次級電源，則晶體管將關閉，因為它需要連續的次級電源。

但是，在大功率應用期間（比如發電站），需要連續的基本電流供應，會導致巨大的功率損耗。

為了克服這個問題，1950年，WilliamShockley提出了一種非常有趣的電源開關，稱為晶閘管。

在晶閘管中，與晶體管不同，不需要這種連續的次級電源。觸發后，即使你移除次級電源，晶閘管仍將繼續工作（如下圖）。

3、晶閘管工作原理

有了晶體管的基礎知識，我們就可以了解晶閘管的工作原理。

如果硅結構晶片摻雜有四種交替形式的P和N型，則會產生晶閘管。在此，耗盡區的形成也發生在結處。無論采用哪種方式在晶閘管中施加電壓，總會有至少一個反向偏置結，如下圖：

門極觸發

在晶閘管中，一種有效且流行的方法稱為“門極觸發”。我們將次級電源連接到柵極和陰極端子。該次級電源將大量電子注入P區域。隨著該過程的繼續，P區變得充滿電子，如下圖：

現在，電子已成為該區域的多數電荷載流子。簡而言之，P區域最終成為N區域，這個新的N區域將導致耗盡區域自動減小。由于P區域已成為新的N區域，由于柵極觸發，底側的三個區域共同成為一個大N區域。現在，晶閘管的結構看起來像一個PN結二極管。

4、如何關閉晶閘管？

關閉晶閘管的方法是在晶閘管兩端施加反向電壓，如下圖：

實現此目的的最有效方法是使用LC振蕩器。在LC振蕩器中，能量交換發生在電容器和電感器之間。

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