Author: Jackie Long
晶体闸流管（Thyristor）简称晶闸管，也称为可控硅（Silicon Controlled Rectifier, SCR），这里我们介绍一下单向晶闸管，它是具有三个PN结、四层结构的大功率半导体器件，其基本结构如下图所示：
三个PN结构成4层P1-N1-P2-N2结构的半导体器件对外引出三个电极，由最外层P型半导体材料引出的电极作为阳极A，由中间的P型半导体材料引出的电极称为控制极G，由最外层的N型半导体材料引出的电极称为阴极K，它可以等效成如上图所示的两只三极管电路。
下面我们来看看晶闸管的工作原理。初始状态下，电压VAK施加到晶闸管的A、K两个端，此时三极管Q1与Q2都处于截止状态，两者地盘互不侵犯，相安无事，如下图所示：
电压VGK施加到G、K两极后，Q2的发射结因正向偏置而使其导通，从而产生了基极电流IB2，此时Q2尚处于截止状态，晶闸管阳极A电流IA为0，Q1的基极电流IB1也为0，电阻R2上也没有压降，因此Q2的集电极-发射电压VCE2为VAK，这个电压值通常远大于VBE2，即使是在测试数据手册中的参数时，VAK也至少有6V，实际应用时VAK会有几百伏，因此，三极管Q2因发射结正偏、集电结反偏而开始进入放大状态，如下图所示：
刚刚进入放大状态（微导通）的三极管Q2将基极电流IB2进行放大，相应集电极的电流为IC2，其值为（IB2×β2），尽管放大了β2倍，但此时的IC2还比较小，因此IA与IB1也比较小（但是已经不为0了），电阻R2中也有微小电流，可以看成一个完整的电流回路，但此时的Q2的集电极-发射极压降VCE2仍然很大，如下图所示：
与此同时，三极管Q1的发射极一直是VAK（最高电压），集电极一直是较低的电压（VBE2），只要基极设置合适的电压，就可以进入放大状态，所以一直卧薪尝胆、蛰伏待机。Q2集电极电流IC2的出现，使得三极管Q1有机可乘。
处于微导通状态的三极管Q2形成的回路使三极管Q1基极所欠缺的电压一步到位，时机终于成熟了，三极管Q1也因此刚刚进入放大状态（微导通）！由于IB1与IC2是相同的，IB1经Q1放大后，其集电极电流IC1=（IB2×β2×β1），这个电流值又比IC2增大了β1倍，如下图所示：
三极管Q1放大后的集电极电流IC1无处可逃，只好往Q2的基极去钻（不会跑到电阻R1这边来，因为电压VGK肯定比VBE2要高，水往低处走），IC1就变成了IB2，三极管Q2的基极电流IB2被替换成了（IB2×β2×β1），比原来增加了（β2×β1）倍。
所谓人多好办事，这个更大的基极电流IB2第二次被三极管Q2放大，此时的IC2就是（IB2×β2×β1×β2），然后又重复被两个三极管交互进行正反馈放大，周而复始，如下图所示：
在这个过程中，三极管Q2的集电极-发射极压降越来越小，阳极电流IA的电流也越来越大，最终Q2饱和了（Q1也不甘示弱，节奏妥妥地跟上），最后的状态如下图所示：
可以看到，VAK的电压值最终全部加到电阻R2上面，整个过程就是由电压VGK引发的"血案"，原来R2电阻上没有任何压降，VGK电压触发晶闸管后，VAK电压就全部加在电阻R2上面了。
上面我们只是把R2（与R1）作为象征性的限流电阻，其实R2完全可以是负载，如电灯泡，如下图所示：
当G、K两极没有加正向电压时，A、K之间相当于是断开的，灯泡不亮
当G、K加上正向电压后，A、K之间相当于短路，所以VAK电压全部加在电灯泡上使其发光。
由地盘之争引发的"血案"就此完结！
但是还有下文哦！
如果在A、K之间充分导通后，我们拿掉电压VGK企图让灯泡熄灭，如下所示：
很遗憾，没有成功，灯泡还是一往无前地发射出嘲笑我们的刺眼光芒，因为这个时候VGK已经没有利用价值了，尽管没有触发电压VGK，晶闸管内部还是会有三极管电流正反馈维持晶闸管的继续导通。
在门极G开路时，要保持晶闸管能处于导通状态所必须的最小正向电流，称为维持电流IH（Holding current）。还有一个擎住电流IL（Latch current），是晶闸管刚从断态转入通态并移除G极触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对于同一晶闸管，通常IL约为IH的数倍。
那么有什么办法让电灯泡灭呢？
有一种办法很明显，就是使电流IA下降到不足以维持内部正反馈过程，晶闸管自然就阻断了，灯泡也会随之熄灭，也就是把VAK电压降下来。这个地球人都知道，你VAK虽然是大BOSS，但让我为你开路总得留下点买路钱吧！只要降低电压VAK让IA小于IH，那么晶闸管就断开了（或在A、K两极加反向电压，其实这与降低电压VAK是一个道理）。
但问题是，大多数时候VAK的电压不会那么容易（主动）下降，我帮主当得好好的，凭什么让我下台？劳资有的是钱！
狡兔死，走狗烹，电压VGK深谙其中道理，也早早从"门极关断晶闸管"手中重金买下简单的办法让灯泡熄灭。你丫的，我给你立下汗马功劳还不让我做第二把交椅，只有拆你的台了。如下图所示：
将电压VGK反向接入G、K两极后，想让三极管Q2截止继而让晶闸管进入阻断状态，但还是阴谋以失败告终，因为晶闸管导通后处于深度饱和状态，就算加反向电压也是无效的。
下一节我们继续讨论双向晶闸管及门极可关断晶闸管，么么哒～～
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