可控矽(SCR是可控矽整流器的簡稱。可控矽有單向、雙向、可關斷和光控幾種類型。它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優點，被廣泛用於可控整流、調壓、逆變以及無觸點開關等各種自動控制和大功率的電能轉換的場合。
單向可控矽是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號作用下由關斷變為導通，但一旦導通，外部信號就無法使其關斷，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結PNPN組成的四層三端半導體器件與具有一個PN結的二極體相比，單向可控矽正嚮導通受控制極電流控制；與具有兩個PN結的三極體相比，差別在於可控矽對控制極電流沒有放大作用。
可控矽導通條件：一是可控矽陽極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極也要加正向電壓。以上兩個條件必須同時具備，可控矽才會處於導通狀態。另外，可控矽一旦導通後，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控矽仍然導通。 可控矽關斷條件：降低或去掉加在可控矽陽極至陰極之間的正向電壓，使陽極電流小於最小維持電流以下。
基本介紹
- 中文名：單向可控矽
- 外文名：SCR: Silicon Controlled Rectifier
- 別名：可控矽整流器
- 性質：電子元件
結構控制,對比,引腳區分,性能檢測,單向和雙向可控矽的區分,
結構控制
單向可控矽為具有三個 PN 結的四層結構，由最外層的 P 層、N 層引出兩個電極――陽 極 A 和陰極 K，由中間的 P 層引出控制極 G。電路符號好像為一隻二極體，但好多一個引 出電極――控制極或觸發極 G。SCR 或 MCR 為英文縮寫名稱。
從控制原理上可等效為一隻 PNP 三極體和一隻 NPN 三極體的連線電路， 兩管的基極電 流和集電極電流互為通路，具有強烈的正反反饋作用。一旦從 G、K 迴路輸入 NPN 管子的 基極電流，由於正反饋作用，兩管將迅即進入飽合導通狀態。可控矽導通之後，它的導通狀 態完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制電流（電壓）消失，可控矽仍處於導通 狀態。控制信號 UGK 的作用僅僅是觸發可控矽使其導通，導通之後，控制信號便失去控制 作用。
從控制原理上可等效為一隻 PNP 三極體和一隻 NPN 三極體的連線電路， 兩管的基極電 流和集電極電流互為通路，具有強烈的正反反饋作用。一旦從 G、K 迴路輸入 NPN 管子的 基極電流，由於正反饋作用，兩管將迅即進入飽合導通狀態。可控矽導通之後，它的導通狀 態完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制電流（電壓）消失，可控矽仍處於導通 狀態。控制信號 UGK 的作用僅僅是觸發可控矽使其導通，導通之後，控制信號便失去控制 作用。
單向可控矽的導通需要兩個條件：
1） A、K 之間加正向電壓；
2） G、K 之間輸入一個正向觸發電流信號，無論是直流或脈衝信號。
若欲使可控矽關斷，也有兩個關斷條件：
1） 使正嚮導通電流值小於其工作維持電流值；
2） 使 A、K 之間電壓反向。
可見，可控矽器件若用於直流電路，一旦為觸發信號開通，並保持一定幅度的流通電流 的話，則可控矽會一直保持開通狀態。除非將電源開斷一次，才能使其關斷。若用於交流電 路，則在其承受正向電壓期間，若接受一個觸發信號，則一直保持導通，直到電壓過零點到 來，因無流通電流而自行關斷。在承受反向電壓期間，即使送入觸發信號，可控矽也因 A、 K 間電壓反向，而保持於截止狀態。 可控矽器件因工藝上的離散性，其觸發電壓、觸發電流值和導通壓降，很難有統一的標準。可控矽器件控制本質上如同三極體一樣，為電流控制器件。功率越大，所需觸發電流也 越大。觸發電壓範圍一般為 1.5V-3V 左右，觸發電流為 10mA-幾百 mA 左右。峰值觸發 電壓不宜超過10V，峰值觸發電流也不宜超過 2A。A、K 間導通壓降為 1-2V。
1） A、K 之間加正向電壓；
2） G、K 之間輸入一個正向觸發電流信號，無論是直流或脈衝信號。
若欲使可控矽關斷，也有兩個關斷條件：
1） 使正嚮導通電流值小於其工作維持電流值；
2） 使 A、K 之間電壓反向。
可見，可控矽器件若用於直流電路，一旦為觸發信號開通，並保持一定幅度的流通電流 的話，則可控矽會一直保持開通狀態。除非將電源開斷一次，才能使其關斷。若用於交流電 路，則在其承受正向電壓期間，若接受一個觸發信號，則一直保持導通，直到電壓過零點到 來，因無流通電流而自行關斷。在承受反向電壓期間，即使送入觸發信號，可控矽也因 A、 K 間電壓反向，而保持於截止狀態。 可控矽器件因工藝上的離散性，其觸發電壓、觸發電流值和導通壓降，很難有統一的標準。可控矽器件控制本質上如同三極體一樣，為電流控制器件。功率越大，所需觸發電流也 越大。觸發電壓範圍一般為 1.5V-3V 左右，觸發電流為 10mA-幾百 mA 左右。峰值觸發 電壓不宜超過10V，峰值觸發電流也不宜超過 2A。A、K 間導通壓降為 1-2V。
對比
雙向可控矽
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結構成、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T1，另一個叫做第二電極T2。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嚮導通結束時，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。
單向可控矽的工作原理圖
單向可控矽的工作原理圖二者比較
單向可控矽和雙向可控矽，都是三個電極。單向可控矽有陰極（K）、陽極（A）、控制極（G）。雙向可控矽等效於兩隻單項可控矽反向並聯而成。即其中一隻單向矽陽極與另一隻陰極相關連，其引出端稱T1極，其中一隻單向矽陰極與另一隻陽極相連，其引出端稱T2極，剩下則為控制極（G）。
單、雙向可控矽的判別
先任測兩個極，若正、反測指針均不動（R×1擋），可能是A、K或G、A極（對單向可控矽）也可能是T2、T1或T2、G極（對雙向可控矽）。若其中有一次測量指示為幾十至幾百歐，則必為單向可控矽。且紅筆所接為K極，黑筆接的為G極，剩下即為A極。若正、反向測批示均為幾十至幾百歐，則必為雙向可控矽。再將旋鈕撥至R×1或R×10擋複測，其中必有一次阻值稍大，則稍大的一次紅筆接的為G極，黑筆所接為T1極，餘下是T2極。
性能的差別
將旋鈕撥至R×1擋，對於1~6A單向可控矽，紅筆接K極，黑筆同時接通G、A極，在保持黑筆不脫離A極狀態下斷開G極，指針應指示幾十歐至一百歐，此時可控矽已被觸發，且觸發電壓低（或觸發電流小）。然後瞬時斷開A極再接通，指針應退回∞位置，則表明可控矽良好。
對於1~6A雙向可控矽，紅筆接T1極，黑筆同時接G、T2極，在保證黑筆不脫離T2極的前提下斷開G極，指針應指示為幾十至一百多歐（視可控矽電流大小、廠家不同而異）。然後將兩筆對調，重複上述步驟測一次，指針指示還要比上一次稍大十幾至幾十歐，則表明可控矽良好，且觸發電壓（或電流）小。
若保持接通A極或T2極時斷開G極，指針立即退回∞位置，則說明可控矽觸發電流太大或損壞。可按圖2方法進一步測量，對於單向可控矽，閉合開關K，燈應發亮，斷開K燈仍不息滅，否則說明可控矽損壞。
對於雙向可控矽，閉合開關K，燈應發亮，斷開K，燈應不息滅。然後將電池反接，重複上述步驟，均應是同一結果，才說明是好的。否則說明該器件已損壞。
引腳區分
對可控矽的引腳區分，有的可從外形封裝加以判別，如外殼就為陽極，陰極引線比控制極引線長。從外形無法判斷的可控矽，可用萬用表R×100或R×1K擋，測量可控矽任意兩管腳間的正反向電阻，當萬用表指示低阻值（幾百歐至幾千歐的範圍）時，黑表筆所接的是控制極G，紅表筆所接的是陰極K，餘下的一隻管腳為陽極A。
性能檢測
可控矽質量好壞的判別可以從四個方面進行。第一是三個PN結應完好；第二是當陰極和陽極間電壓反向連線時能夠阻斷，不導通；第三是當控制極開路時，陽極和陰極間的電壓正向連線時也不導通；第四是給控制極加上正向電流，給陰極和陽極加正向電壓時，可控矽應當導通，把控制極電流去掉，仍處於導通狀態。
用萬用表的歐姆擋測量可控矽的極間電阻，就可對前三個方面的好壞進行判斷。具體方法是：用R×1k或R×10k擋測陰極和陽極之間的正反向電阻（控制極不接電壓），此兩個阻值均應很大。電阻值越大，表明正反向漏電電流愈小。如果測得的阻值很低，或近於無窮大，說明可控矽已經擊穿短路或已經開路，此可控矽不能使用了。
用R×1k或R×10k擋測陽極和控制極之間的電阻，正反向測量阻值均應幾百千歐以上。
用R×1k或R×100擋，測控制極和陰極之間的PN結的正反向電阻在幾千歐左右，如出現正向阻值接近於零值或為無窮大，表明控制極和陰極之間的PN結已經損壞。反向阻值應很大，但不能為無窮大。正常情況是反向阻值明顯大於正向阻值。
萬用表選電阻R×1擋，將黑表筆接陽極，紅表筆仍接陰極，此時萬用表指針應不動。紅表筆接陰極不動，黑表筆在不脫開陽極的同時用表筆尖去瞬間短接控制極，此時萬用表電阻擋指針應向右偏轉，阻值讀數為10歐姆左右。如陽極接黑表筆，陰極接紅表筆時，萬用表指針發生偏轉，說明該單向可控矽已擊穿損壞。
用萬用表的歐姆擋測量可控矽的極間電阻，就可對前三個方面的好壞進行判斷。具體方法是：用R×1k或R×10k擋測陰極和陽極之間的正反向電阻（控制極不接電壓），此兩個阻值均應很大。電阻值越大，表明正反向漏電電流愈小。如果測得的阻值很低，或近於無窮大，說明可控矽已經擊穿短路或已經開路，此可控矽不能使用了。
用R×1k或R×10k擋測陽極和控制極之間的電阻，正反向測量阻值均應幾百千歐以上。
用R×1k或R×100擋，測控制極和陰極之間的PN結的正反向電阻在幾千歐左右，如出現正向阻值接近於零值或為無窮大，表明控制極和陰極之間的PN結已經損壞。反向阻值應很大，但不能為無窮大。正常情況是反向阻值明顯大於正向阻值。
萬用表選電阻R×1擋，將黑表筆接陽極，紅表筆仍接陰極，此時萬用表指針應不動。紅表筆接陰極不動，黑表筆在不脫開陽極的同時用表筆尖去瞬間短接控制極，此時萬用表電阻擋指針應向右偏轉，阻值讀數為10歐姆左右。如陽極接黑表筆，陰極接紅表筆時，萬用表指針發生偏轉，說明該單向可控矽已擊穿損壞。
單向和雙向可控矽的區分
單向可控矽和雙向可控矽，都是三個電極。單向可控矽有陰極（K）、陽極（A）、控制極（G）。雙向可控矽等效於兩隻單項可控矽反向並聯而成。即其中一隻單向矽陽極與另一隻陰極相邊連，其引出端稱T2極，其中一隻單向矽陰極與另一隻陽極相連，其引出端稱T2極，剩下則為控制極（G）。
1、單、雙向可控矽的判別：先任測兩個極，若正、反測指針均不動（R×1擋），可能是A、K或G、A極（對單向可控矽）也可能是T2、T1或T2、G極（對雙向可控矽）。若其中有一次測量指示為幾十至幾百歐，則必為單向可控矽。且紅筆所接為K極，黑筆接的為G極，剩下即為A極。若正、反向測批示均為幾十至幾百歐，則必為雙向可控矽。再將旋鈕撥至R×1或R×10擋複測，其中必有一次阻值稍大，則稍大的一次紅筆接的為G極，黑筆所接為T1極，餘下是T2極。
2、性能的差別：將旋鈕撥至R×1擋，對於1~6A單向可控矽，紅筆接K極，黑筆同時接通G、A極，在保持黑筆不脫離A極狀態下斷開G極，指針應指示幾十歐至一百歐，此時可控矽已被觸發，且觸發電壓低（或觸發電流小）。然後瞬時斷開A極再接通，指針應退回∞位置，則表明可控矽良好。
對於1~6A雙向可控矽，紅筆接T1極，黑筆同時接G、T2極，在保證黑筆不脫離T2極的前提下斷開G極，指針應指示為幾十至一百多歐（視可控矽電流大小、廠家不同而異）。然後將兩筆對調，重複上述步驟測一次，指針指示還要比上一次稍大十幾至幾十歐，則表明可控矽良好，且觸發電壓（或電流）小。
若保持接通A極或T2極時斷開G極，指針立即退回∞位置，則說明可控矽觸發電流太大或損壞。可按圖2方法進一步測量，對於單向可控矽，閉合開關K，燈應發亮，斷開K燈仍不息滅，否則說明可控矽損壞。
對於雙向可控矽，閉合開關K，燈應發亮，斷開K，燈應不息滅。然後將電池反接，重複上述步驟，均應是同一結果，才說明是好的。否則說明該器件已損壞。
