可控矽是具有陽極(A)、陰極(K)和控制極(G)的半導體整流元件,單向可控矽簡稱SCR,它除了像整流二極體那樣具有單嚮導電性外,還具有受控特性,可以用小信號來控制大的輸出電壓和電流,因此用途也很廣泛,單向可控矽由PNP N型半導體組成,具有三個PN結,可等效為由三個二極體串接或由兩個三極體組成,如下圖。
它有別於一般整流二極體的特性是,當陽極加正電壓,陰極加負電壓,由於中間PN結二極體D2處於反向,圖D所示,可控矽不導通,如果在柵極(G)上加正向控制電壓,可控矽就會導通,一旦導通,即使去掉柵極(G)上電壓,可控矽仍維持導通狀態,只有切斷陽極(A)電壓,導通才變為截止。
可控矽模塊
還有一種雙向可控矽,簡稱SCS,它是在單向可控矽基礎上發展起來的,如下圖,其性能與SCR單向可控矽元件類似,不同的是SCS雙向可控矽具有兩個控制極,即除了陰極控制極與SCR作用相同外,還有一個陰柵控制極也可用於觸發SCS導通。
大功率可控矽模塊
可控矽在一般電路中應用,主要考慮兩個參數,一是額定正向平均電流,二是正向或反向阻斷峰值電壓,前者如超過,可能燒壞管子後者如超過,因正向不能可靠地封鎖,反向也易造成擊穿。
可控矽目前廣泛用於整流穩壓,交流調壓,無觸點開關,逆變器及各種過壓過流保護等電路中,常與可控矽配合使用的還有雙向觸發二極體。
下圖採用一隻可控矽的橋式整流電路,由於可控矽具有正向封鎖能力,只有當觸發信號加入時,才能使其導通,如果在柵極加入正向觸發脈衝,就能使陰極輸出直流電壓供負載使用,若能同時改變觸發脈衝的相位(即時間),使可控矽的「導通角"隨之發生變化,還能實現輸出直流電壓調節,達到穩壓目的。
可控矽整流穩壓
可控矽交流調壓