硅可控整流器半导体器件的结构与特性
硅可控整流器是一种新型半导体器件。在这以前的半导体管虽然已能在许多方面代替电子管，但是却没有发现能满意地代替闸流管工作的。硅可控整流器的出现，不但解决了这一问题，而且它的一些性能已经超过了闸流管。
硅可控整流器的内部结构如图1所示。它是一个四层n—p—n—p型半导体器件，有三个p—n结，三个电极——阳极、阴极和控制极，另外还有一些电接触材料——铝钼和金——锑等。下面我们介绍它的基本特性、工作原理和实际应用。
硅可控整流器基本特性
图2是硅可控整流器的基本特性曲线。由图可见，反向特性曲线OA很像普通的硅二极管，但是它的正向特性，却显示出两种完全不同的性质。当有一不大的正向电压（阳极接电源正极，阴极接电源负极）通过它时，正向特性呈现高阻抗型曲线，即图2上的OB。
这时器件不能导电，即处于所谓关闭状态。如果通过的电压增加到比图2上的B点稍大一些，即正向特性曲线便出现一个很突然的改变。这时有一个大的电流从器件通过而开始导电，即进入所谓开通状态。这个突然的开关作用，就是通常所说的“击穿”，而B点的电压和电流分别称为击穿（或开启）电压和电流。当正向电压没有达到击穿电压时，器件虽然不能导电，但是只要通过它的控制极送入一个触发电流，也可以使它发生击穿而处于低阻抗状态，并且一直维持到由于切断电源、电源电压反向或负载开路时为止。器件开关的时间只有几个微秒。使它保持开通状态的最低电流称为最小维持电流。
硅可控整流器工作原理
一个硅可控整流器，可以看作是由两个面结合型半导体管组合而成，一个是p—n—p型，另一个是n—p—n型（图3）。p—n—p型的基极是n—p—n型的集电极，p—n—p型的集电极是n—p—n型的基极。
当硅可控整流器接上不大的正向电压时（电压不超过图2中的B点），结1和结3处于正向连接，可以使电流通过。但结2是处于反向连接的，只有很小的反向泄漏电流通过它。如果没有控制电压输入到控制极，则能够到达结2的载流子很少，因而整个器件处于高阻状态，即关闭状态。如果增加阳极的电压，使结2的反向泄漏电流增加到足够大，则通过结2的载流子将获得足够的能量撞击原子核外面的价电子，使出现新的电子和空穴，这些带电质点又以同一过程而产生更多的电子和空穴，这样迅速地出现大量载流子，使通过结2的电流大大增加，于是整个器件开始导电而处于开通状态。这一过程就是通常所说的“雪崩击穿”。除了增加阳极电压可以使硅可控整流器开通以外，更普通的方法是给控制极送入一个触发电流，这样可以在阳极电压为任何值时使器件开通。
硅可控整流器的应用
通过硅可控整流器的控制极，用不到1瓦的功率，就能够控制几千瓦的阳极功率，同时它没有灯丝的功率消耗，因而效率很高。另外还有体积小、简单等优点，比电子管要结实耐用得多。特别适合在控制电源和大电流开关等方面应用。
目前已经实际应用的一些方面有：整流控制、固定开关、继电器驱动、螺丝管电磁铁驱动、伺服电动机驱动、直流—交流的换流、直流电压的变换、恒定电流电源、交流或直流电动机的速度控制、发电机控制以及动力制动等等。
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