单向可控硅

单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比，单向可控硅正向导通受控制极电流控制; 与具有两个PN结的三极管相比，差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。

1．工作原理

可控硅导通条件: 一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备，可控硅才会处于导通状态，图2－32所示为单向可控硅的工作原理图。另外，可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。可控硅关断条件: 降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。

图2－32 单向可控硅的工作原理图

图2－33 单向可控硅伏安特性曲线

2．导通工作特性

图2－33所示为单向可控硅伏安特性曲线。曲线Ⅱ说明单向晶闸管的导通工作特性，晶闸管导通后内阻很小，管压降很低，此时外加电压几乎全部降在外电路负载上，而且负载电流较大，特性曲线与半导体二极管正向导通特性相似。若阳极电压减少(或负载电阻增加)，致使阳极电流减小，当阳极电流小于维持电流IH时，晶闸管从导通状态立即转为正向阻断态，回到曲线Ⅲ状态。

3．反向阻断特性

曲线Ⅲ即为单向晶闸管的反向阻断特性，当晶闸管的阳极加入反向电压时，被反向阻断(但有很小的漏电流)。当反向电压增大，在很大一个范围内维持阻断仍仅有很小的漏电流。当反向电压大到击穿电压时，电流便突然增大，若不加限制，管子有可能烧毁。正常工作时，外加电压要小于反向击穿电压，才能保证安全可靠地工作。可见单向晶闸管的反向阻断特性类似于晶体二极管的反向特性。

4．用万用表检测单向晶闸管

(1)判定单向晶闸管的电极

由图2－31可见，在控制极与阴极之间有一个PN结，而阳极与控制极之间有两个反极串联的PN结。因此用万用表R×100挡可首先判定控制极G。具体方法是: 将黑表笔接某一电极，红表笔依次碰触另外两个电极，假如有一次阻值很小，约几百欧，而另一次阻值很大，约几千欧，就说明黑表笔接的是控制极G; 在阻值小的那次测量中，红表笔接的是阴极K; 而在阻值大的那一次，红表笔接的是阳极A; 若两次测出的阻值都很大，说明黑表笔接的不是控制极，应改测其他电极。

(2)检查单向晶闸管的好坏

一只好的单向晶闸管，应该是三个PN结良好，反向电压能阻断，阳极加正向电压情况下，当控制极开路时亦能阻断。而当控制极加了正向电流时晶闸管导通，且在撤去控制极电流后仍维持导通。

①测极间电阻。先通过测极间电阻检查PN结的好坏。由于单向晶闸管是PNPN四层三个PN结组成，故A－G、A－K间正反向电阻都很大。用万用表的最高电阻挡测试，若阻值很小，再换低阻挡测试，若阻值确实较小，表示被测管PN结已击穿，是只坏的晶闸管。晶闸管正向阻断特性可凭阳极与阴极间的正向阻值大小判定。当阳极接黑表笔，阴极接红表笔，测得阻值越大，表明正向漏电流越小，管子的正向阻断特性越好。晶闸管的反向阻断特性则可用阳极与阴极间的反向阻值来判定。当阳极接红表笔，阴极接黑表笔，测得阻值愈大，表明反向漏电流愈小，管子的反向阻断特性愈好。应该指出的是，测G－K极间的电阻，即是测一个PN结的正反向阻值，则宜用R×10kΩ或R×100挡进行G－K极间的反向阻值应较大，一般单向晶闸管的反向阻值为80kΩ左右，而正向阻值为2kΩ左右。若测得正向电阻(G极接黑笔，K极接红笔)极大，甚至接近∞，表示被测管的G－K极间已被烧坏。

②导通试验。电子电路中应用的单向晶闸管大都是小功率的，由于所需的触发电流较小，故可用万用表进行导通试验。万用表选R×1k挡，黑表笔接A极，红表笔接K极，这时万用表指针有一定的偏转。将黑表笔在继续保持与A极相接触的情况下跟G极触及，这相当于给G极加上一触发电压，此时应看到万用表指针明显地向小阻值偏转，说明单向晶闸管已触发导通而处于导通态。此后，仍保持黑表笔和A极相接，断开黑表笔与G极的接触，若晶闸管仍处于导通态，就说明管子的导通性能是良好的，否则，管子可能是坏的。

(3)用数字式万用表检测单向晶闸管

①判别单向晶闸管的电极。在单向晶闸管的控制极G与阴极K之间有一个PN结，而在阳极与控制极G之间有两个反向串联的PN结。我们就是以此为依据来判定晶闸管的电极。

将数字式万用表置于二极管测试挡，用红表笔接某一电极引脚，黑表笔分别接触另外两个电极引脚。如果其中有一次显示电压为零点几伏，说明这时红表笔接的是控制极G，黑表笔接的是阴极K，剩下的一个则是阳极A。假如两次都显示溢出符号“1”，说明红表笔接的不是控制极G，需更换其他电极引脚重新测试。用这个方法就能够判别出单向晶闸管的三个电极引脚。

②检测单向晶闸管的触发功能。用数字万用表检查单向闸管的触发能力，有下述两种方法可供选择。

方法1 用电阻挡检测

将数字万用表置于电阻20kΩ挡，红表笔接阳极A，黑表笔接阴极K，把控制极G悬空，此时晶闸管截止，万用表显示溢出符号“1”。

然后在红表笔与阳极A保持接触的同时，用它的笔尖接触一下控制极G(将A极与G极短接一下)，给晶闸管加上正触发电压，晶闸管立即导通，显示值减小到几百欧至几千欧。若显示值不变，说明晶闸管已损坏。

注意: 数字式万用表的电阻挡测试电压很低，电流也很小，测试时提供的阳极电压和触发电压较低，一旦把控制极G的触发电压撤除，晶闸管将无法维持导通状态，万用表又恢复到显示溢出符号“1”，这属于正常现象。

方法2 用h FE测试挡检测

将数字万用表拨至h FE测试的NPN挡，此时h FE插座上的C插孔带正电，E插孔带负电，对于一般数字式万用表而言，C－E插孔之间的电压为2．8V。把单向晶闸管的阳极A插入、C插孔、阴极K插入E插孔，控制极G悬空。此时晶闸管截止，万用表显示“000”。

用镊子把控制极G的引脚与插入E插孔的阳极A引脚短路一下，万用表显示值马上从“000”开始迅速增加，直到显示溢出符号“1”。这是因为控制极G接正电压后，单向晶闸管被触发迅速导通，阳极电流从零急剧增大，使h FE测试挡过载，所以万用表的显示值从“000”变为溢出符号“1”。

撤除控制极G与阳极A引脚的短路状态，万用表仍显示溢出符号“1”，说明晶闸管在撤去触发电压后仍然保持导通状态。

注意事项:

第一，如果使用PNP挡来测试单向晶闸管，阳极A应插入E插孔，阴极K插入C插孔，以确保所加的为正向电压。

第二，晶闸管导通时，阳极电流可达几十毫安。检测时应尽量缩短测试时间，以节省表内9V叠层电池的消耗。