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；1957年美國通用電氣公司開發出世界上第一款晶閘管產品，并于1958年將其商業化；晶閘管是PNPN四層半導體結構，它有三個極：陽極，陰極和門極； 晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。

　　晶閘管導通條件為：加正向電壓且門極有觸發電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開關型半導體器件，在電路中用文字符號為“V”、“VT”表示（舊標準中用字母“SCR”表示）。

　　晶閘管（Thyristor）是一種開關元件，能在高電壓、大電流條件下工作，并且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中，是典型的小電流控制大電流的設備。1957年，美國通用電器公司開發出世界上第一個晶閘管產品，并于1958年使其商業化。

　　結構

　　它是由一個P-N-P-N四層 （4 layers） 半導體構成的，中間形成了三個PN結。

　　晶閘管的分類：

　　晶閘管按其關斷、導通及控制方式可分為普通晶閘管（SCR）、雙向晶閘管（TRIAC）、逆導晶閘管（RCT）、門極關斷晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管（TT國外，TTS國內）和光控晶閘管（LTT）等多種。

　　晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中，金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種；塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、中功率晶閘管和小功率晶閘管三種。

　　通常，大功率晶閘管多采用陶瓷封裝，而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。晶閘管按其關斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管，快速晶閘管包括所有專為快速應用而設計的晶閘管，有常規的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管，可分別應用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中。

　　關斷導通控制

　　晶閘管按其關斷、導通及控制方式可分為普通晶閘管（SCR）、雙向晶閘管（TRIAC）、逆導晶閘管（RCT）、門極關斷晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管（TT國外，TTS國內）和光控晶閘管（LTT）等多種。

　　引腳和極性

　　晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。

　　按封裝形式

　　晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中，金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種；塑封晶閘管又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。

　　電流容量分類

　　晶閘管按電流容量可分為大功率晶閘管、中功率晶閘管和小功率晶閘管三種。通常，大功率晶閘管多采用陶瓷封裝，而中、小功率晶閘管則多采用塑封或金屬封裝。

　　按關斷速度

　　晶閘管按其關斷速度可分為普通晶閘管和快速晶閘管，快速晶閘管包括所有專為快速應用而設計的晶閘管，有常規的快速晶閘管和工作在更高頻率的高頻晶閘管，可分別應用于400HZ和10KHZ以上的斬波或逆變電路中。（備注：高頻不能等同于快速晶閘管）

　　晶閘管的工作過程：

　　晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個PN結圖1，可以把它中間的NP分成兩部分，構成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復合管圖2

　　當晶閘管承受正向陽極電壓時，為使晶閘管導通，必須使承受反向電壓的PN結J2失去阻擋作用。圖2中每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此，兩個互相復合的晶體管電路，當有足夠的門極電流Ig流入時，就會形成強烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導通，晶體管飽和導通。

　　設PNP管和NPN管的集電極電流相應為Ic1和Ic2；發射極電流相應為Ia和Ik；電流放大系數相應為a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，設流過J2結的反相漏電電流為Ic0，

　　晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：

　　Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0

　　若門極電流為Ig，則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig

　　從而可以得出晶閘管陽極電流為：I=（Ic0+Iga2）/（1-（a1+a2））（1—1）式

　　硅PNP管和硅NPN管相應的電流放大系數a1和a2隨其發射極電流的改變而急劇變化如圖3所示。

　　當晶閘管承受正向陽極電壓，而門極未受電壓的情況下，式（1—1）中，Ig=0，（a1+a2）很小，故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0 晶閘管處于正向阻斷狀態。當晶閘管在正向陽極電壓下，從門極G流入電流Ig，由于足夠大的Ig流經NPN管的發射結，從而提高其電流放大系數a2，產生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發射結，并提高了PNP管的電流放大系數a1，產生更大的極電極電流Ic1流經NPN管的發射結。這樣強烈的正反饋過程迅速進行。從圖3，當a1和a2隨發射極電流增加而（a1+a2）≈1時，式（1—1）中的分母1-（a1+a2）≈0，因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向導通狀態。

　　式（1—1）中，在晶閘管導通后，1-（a1+a2）≈0，即使此時門極電流Ig=0，晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續導通。晶閘管在導通后，門極已失去作用。

　　在晶閘管導通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時，由于a1和a1迅速下降，當1-（a1+a2）≈0時，晶閘管恢復阻斷狀態。

　　晶閘管智能模塊可關斷晶閘管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦稱門控晶閘管。其主要特點為，當門極加負向觸發信號時晶閘管能自行關斷。

　　前已述及，普通晶閘管（SCR）靠門極正信號觸發之后，撤掉信號亦能維持通態。欲使之關斷，必須切斷電源，使正向電流低于維持電流IH，或施以反向電壓強迫關斷。這就需要增加換向電路，不僅使設備的體積重量增大，而且會降低效率，產生波形失真和噪聲。可關斷晶閘管克服了上述缺陷，它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優點，以具有自關斷能力，使用方便，是理想的高壓、大電流開關器件。GTO的容量及使用壽命均超過巨型晶體管（GTR），只是工作頻率比GTR低。目前，GTO已達到3000A、4500V的容量。大功率可關斷晶閘管已廣泛用于斬波調速、變頻調速、逆變電源等領域，顯示出強大的生命力。

　　可關斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件，其結構及等效電路和普通晶閘管相同，因此圖1僅繪出GTO典型產品的外形及符號。大功率GTO大都制成模塊形式。

　　盡管GTO與SCR的觸發導通原理相同，但二者的關斷原理及關斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導通之后即處于深度飽和狀態，而GTO在導通后只能達到臨界飽和，所以GTO門極上加負向觸發信號即可關斷。GTO的一個重要參數就是關斷增益，βoff，它等于陽極最大可關斷電流IATM與門極最大負向電流IGM之比，有公式

　　βoff =IATM/IGM

　　βoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大，說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強。很顯然，βoff與昌盛 的hFE參數頗有相似之處。

　　下面分別介紹利用萬用表判定GTO電極、檢查GTO的觸發能力和關斷能力、估測關斷增益βoff的方法。

　　判定GTO的電極

　　將萬用表撥至R×1檔，測量任意兩腳間的電阻，僅當黑表筆接G極，紅表筆接K極時，電阻呈低阻值，對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定G、K極，剩下的就是A極。（此處指的模擬表，電子式萬用表紅表筆與電池正極相連，模擬表紅表筆與電池負極相連）

　　檢查觸發能力

　　如圖2（a）所示，首先將表Ⅰ的黑表筆接A極，紅表筆接K極，電阻為無窮大；然后用黑表筆尖也同時接觸G極，加上正向觸發信號，表針向右偏轉到低阻值即表明GTO已經導通；最后脫開G極，只要GTO維持通態，就說明被測管具有觸發能力。

　　檢查關斷能力

　　現采用雙表法檢查GTO的關斷能力，如圖2（b）所示，表Ⅰ的檔位及接法保持不變。將表Ⅱ撥于R×10檔，紅表筆接G極，黑表筆接K極，施以負向觸發信號，如果表Ⅰ的指針向左擺到無窮大位置，證明GTO具有關斷能力。

　　估測關斷增益βoff

　　進行到第3步時，先不接入表Ⅱ，記下在GTO導通時表Ⅰ的正向偏轉格數n1；再接上表Ⅱ強迫GTO關斷，記下表Ⅱ的正向偏轉格數n2。最后根據讀取電流法按下式估算關斷增益：

　　βoff=IATM/IGM≈IAT/IG=K1n1/ K2n2

　　式中K1—表Ⅰ在R×1檔的電流比例系數；

　　K2—表Ⅱ在R×10檔的電流比例系數。

　　βoff≈10×n1/ n2

　　此式的優點是，不需要具體計算IAT、IG之值，只要讀出二者所對應的表針正向偏轉格數，即可迅速估測關斷增益值。

　　注意事項：

　　⑴在檢查大功率GTO器件時，建議在R×1檔外邊串聯一節1.5V電池E′，以提高測試電壓和測試電流，使GTO可靠地導通。

　　⑵要準確測量GTO的關斷增益βoff，必須有專用測試設備。但在業余條件下可用上述方法進行估測。由于測試條件不同，測量結果僅供參考，或作為相對比較的依據。