可控硅(可控硅)是一种由硅制成的单向半导体器件。这种装置是固体等效的闸流管，因此也称为晶闸管或甲状腺晶体管。事实上，可控硅(可控硅整流器)是通用电气公司给可控硅的一个商标名。基本上,可控硅是一种三端，四层半导体器件，由p型和n型材料交替层组成。
因此它有三个pn结J1J2和J3.。下图显示了层为p-n-p-n的SCR。该器件有阳极(A)、阴极(K)和栅极(G)。栅极端子(G)与p层相连，靠近阴极(K)端子。
可控硅或可控硅的符号如下图所示。
一个可控硅可被认为是两个相互连接的晶体管，如下图所示。
可以看出，单可控硅是一个pnp晶体管(Q1)和一个npn型晶体管(问2)。这里是Q的发射器1作为可控硅的阳极端，Q的发射极2是它的阴极。进一步，Q的基1连接到Q的收集器2和Q的收集器1与Q的底相连2。可控硅的栅极端子连接到Q的基极上2,太。
通过分析SCR在以下几种模式下的行为，可以了解SCR的工作原理:
可控硅反向阻断模式
在这种模式下，可控硅通过将其阳极端(A)连接到负极，阴极端(K)连接到正极来反向偏置电池。这导致了结J的反向偏倚1和J3.，这反过来又禁止电流通过设备，尽管事实上，结J2保持正向偏置状态。
在这种状态下，SCR表现为典型二极管。在这种反向偏置的情况下，只有反向饱和电流流过器件，就像反向偏置二极管的情况一样，这在特性曲线上用蓝线表示。与二极管一样，该器件也表现出超出反向安全电压限制的反向击穿现象。
可控硅正向阻断模式
这里一个正偏压通过连接阳极端子(a)和正极端子(K)到电池的负极，如下图所示。在此条件下，结点J1和J3.得到正向偏置，而结点J2反向偏置。
这里电流也不能通过晶闸管，除了微小的电流作为饱和电流流过，如图所示的蓝色曲线在下面的特性曲线。
可控硅正向传导模式
可控硅既可导电又可导电
(i)通过增加施加在阳极端(A)超过击穿电压的正电压，VB或
(ii)在栅端(G)施加如下图所示的正电压。
在第一种情况下，应用偏置的增加导致初始反向偏置结J2击穿点对应的正向击穿过电压，VB。这导致通过可控硅的电流突然增加，如图所示，在特征曲线的粉红色曲线，尽管可控硅栅极终端保持无偏置。
然而，可控硅也可以打开在一个更小的电压水平，证明小的正电压在栅极终端。这背后的原因可以更好地理解考虑晶体管等效电路的可控硅显示在下面的图。
这里可以看到，在栅极端施加正电压时，晶体管Q2开关ON，它的集电极电流流入晶体管Q的基极1。这导致问1打开，从而导致其集电极电流流入Q基极2。
这导致任何一个晶体管以非常快的速率饱和，动作不能停止，甚至通过消除偏压施加在栅极终端，提供电流通过可控硅大于闭锁电流。在这里，锁存电流被定义为即使在门控脉冲被移除后，维持可控硅导电状态所需的最小电流。
在这种状态下，可控硅被称为锁存，将没有办法限制通过设备的电流，除非在电路中使用外部阻抗。这就需要借助于不同的技术，如自然换向，强制换向或反向偏置关断和栅极关断来关闭一个导电可控硅。
基本上，所有这些技术都旨在将阳极电流降低到保持电流以下。保持电流被定义为维持可控硅在其导电模式的最小电流。
与关断技术类似，可控硅也有不同的开关技术，如直流门控信号触发、交流门控信号触发、脉冲门控信号触发、正向电压触发、门控触发、dv/dt触发、温度触发和光触发。
可控硅器件有许多变种，即反向导电晶闸管(RCT)，门控关断晶闸管(GTO)，门辅助关断晶闸管(GATT)，非对称晶闸管，静态感应晶闸管(SITH)， MOS控制晶闸管(MCT)，光激活晶闸管(LASCR)等。通常可控硅的开关速度高，可以处理大电流。这使得可控硅(SCR)非常适合许多应用，如
- 电源开关电路(交流和直流)
- 问世至今切换电路
- 过压保护电路
- 控制整流器
- 逆变器
- 交流电源控制(包括灯、电机等)
- 脉冲电路
- 电池充电调节器
- 闭锁继电器
- 计算机逻辑电路
- 远程开关单元
- 相位角触发控制器
- 计时电路
- 集成电路触发电路
- 焊接机控制
- 温度控制系统
