晶闸管（Thyristor，又称可控硅）是一种大功率半导体开关器件，具有单向导通性和可控导通特性。其核心在于利用内部结构形成的正反馈机制实现“触发导通、维持导通、电流过零关断”的工作模式。

一、基本原理

晶闸管的导通需满足以下两个条件：

1. 阳极-阴极间加正向电压（阳极正、阴极负）。
2. 门极施加正向触发脉冲电流（门极正、阴极负）。

关键特性：

• 触发即导通：门极电流使内部形成正反馈，即使撤去触发信号，只要阳极电流≥维持电流（I_H），器件保持导通。
• 强制关断困难：无法通过门极控制关断，需强制将阳极电流降至维持电流以下（如交流电过零点），或反向电压使其关断。

二、内部结构与工作机理

晶闸管实质是由 4层（PNPN）半导体叠压构成的三端器件（阳极A、阴极K、门极G），形成 3个PN结（J1、J2、J3）。可等效理解为两个互补晶体管（NPN + PNP）互联：

内部结构分解：

导通正反馈过程：

1. 触发：门极G注入电流（I_G）→ 驱动NPN管（Q2）导通。
2. 连锁反应：
   • Q2导通 → 向PNP管（Q1）基极提供电流 → Q1导通；
   • Q1导通 → 向Q2基极补充电流 → Q2进一步导通 → 循环增强。
3. 饱和导通：两管迅速饱和，阳极-阴极间仅存约1~2V压降，门极失去控制作用。

三、关键术语说明

四、典型应用场景

• 交流调压：电炉控温、灯光调节（通过控制导通角调节输出电压）。
• 整流控制：大功率直流电源（可控整流桥）。
• 固态继电器：替代机械触点，实现无火花开关。

⚠️ 注意事项：晶闸管关断时，若阳极电压上升率（dV/dt）过高，可能因结电容充电电流误触发（无需门极信号），需加装RC吸收电路抑制。

总结

晶闸管通过四层三结PNPN结构与内部双晶体管正反馈机制，实现了“一触即通、低压维持、过零自关”的独特性能，成为高功率可控开关的基石。其结构虽简单，但在电力电子领域的控制与应用至关重要。