一、可控硅基本原理
可控硅是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器材，一般由两晶闸管反向衔接而成。它的功用不仅是整流，还能够用作无触点开关的快速接通或堵截；完成将直流电变成沟通电的逆变；将一种频率的沟通电变成另一种频率的沟通电等等。可控硅和其它半导体器材相同，有体积小、效率高、稳定性好、作业牢靠等长处。它的呈现，使半导体技能从弱电范畴进入了强电范畴，成为工业、农业、交通运输、军事科研以致商业、民用电器等方面争相选用的元件。 现在可控硅在自动操控、机电运用、工业电气及家电等方面都有广泛的运用。
可控硅从外形上差异：首要有螺旋式、平板式和平底式三种。螺旋式运用较多。
可控硅有三个极—-阳极（A）、阴极（C）和操控极（G），管芯是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构，共有三个PN 结，与只要一个PN结的硅整流二极管在结构上截然不同。可控硅的四层结构和操控极的引进，为其发挥“以小控大”的优异操控特性奠定了根底。可控硅运用时，只要在操控极加上很小的电流或电压，就能操控很大的阳极电流或电压。现在已能制造出电流容量达几百安培以致上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
咱们能够把从阴极向上数的榜首、二、三层看面是一只NPN类型晶体管，而二、三、四层组成另一只PNP型晶体管。其间第二、第三层为两管交迭共用。可画出图1的等效电路图。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压E，又在操控极G和阴极C之间（恰当BG2的基一射间）输入一个正的触发信号，BG2将发生基极电流Ib2，经扩大，BG2将有一个扩大了β2 倍的集电极电流IC2 。因为BG2集电极与BG1基极相连，IC2又是BG1 的基极电流Ib1 。BG1又把Ib1（Ib2）扩大了β1的集电极电流IC1送回BG2的基极扩大。如此循环扩大，直到BG1、BG2彻底导通。事实上这一进程是“剑拔弩张”的，对可控硅来说，触发信号加到操控极，可控硅当即导通。导通的时刻首要决定于可控硅的功能。
可控硅一经触发导通后，因为循环反应的原因，流入BG2基极的电流已不仅仅初始的Ib2 ，而是经过BG1、BG2扩大后的电流（β1*β2*Ib2），这一电流远大于Ib2，足以坚持BG2的继续导通。此刻触发信号即便消失，可控硅仍坚持导通状况，只要断开电源E或下降E的输出电压，使BG1、BG2 的集电极电流小于保持导通的最小值时，可控硅方可关断。当然，假如E极性反接，BG1、BG2遭到反向电压效果将处于截止状况。这时，即便输入触发信号，可控硅也不能作业。反过来，E接成正向，而牵动发信号是负的，可控硅也不能导通。别的，假如不加触发信号，而正向阳极电压大到超越必定值时，可控硅也会导通，但已归于非正常作业情况了。
可控硅这种经过触发信号（小触发电流）来操控导通（可控硅中经过大电流）的可控特性，正是它差异于一般硅整流二极管的重要特征。
因为可控硅只要导通和关断两种作业状况，所以它具有开关特性，这种特性需求必定的条件才干转化。
可控硅首要参数有：
1、 额外通态均匀电流
在必定条件下，阳极—阴极间能够接连经过的50赫兹正弦半波电流的均匀值。
2、 正向阻断峰值电压
在操控极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超越导能电压时，能够重复加在可控硅两头的正向峰值电压。可控硅接受的正向电压峰值，不能超越手册给出的这个参数值。
3、 反向阴断峰值电压
当可控硅加反向电压，处于反向关断状况时，能够重复加在可控硅两头的反向峰值电压。运用时，不能超越手册给出的这个参数值。
4、 操控极触发电流
在规则的环境温度下，阳极—阴极间加必定电压，使可控硅从关断状况转为导通状况所需求的最小操控极电流和电压。
5、 保持电流
在规则温度下，操控极断路，保持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。
二、运用举例
可控硅在实践运用中电路把戏最多的是其栅极触发回路，归纳起来有直流触发电路，沟通触发电路，相位触发电路等等。
1、直流触发电路：
如图2是一个电视机常用的过压维护电路，当E+电压过高时A点电压也变高，当它高于稳压管DZ的稳压值时DZ道通，可控硅D受触发而道通将E+短路，使保险丝RJ熔断，然后起到过压维护的效果。
2、相位触发电路：
相位触发电路实践上是沟通触发电路的一种，如图3，这个电路的办法是运用RC回路操控触发信号的相位。当R值较少时，RC时刻常数较少，触发信号的相移A1较少，因而负载取得较大的电功率；当R值较大时，RC时刻常数较大，触发信号的相移A2较大，因而负载取得较少的电功率。这个典型的电功率无级调整电路在日常日子中有许多电气产品中都运用它。
可控硅在调光器中的运用：
可控硅调光器是现在舞台照明、环境照明范畴的干流设备。
在照明体系中运用的各种调光器实质上便是一个沟通调压器，旧式的变压器和变阻器调光是选用调理电压或电流的起伏来完成的，如下图所示。u1是未经调压的220V沟通电的波形，经调压后的电压波形为u2，因为其起伏小于u1，使灯火变暗。在这种调光形式中，尽管改动了正弦沟通电的幅值，但并未改动其正弦波形的实质。
与变压器、电阻器比较，可控硅调光器有着彻底不同的调光机理，它是选用相位操控办法来完成调压或调光的。关于一般反向阻断型可控硅，其闸流特性表现为当可控硅加上正向阳极电压的一起又加上恰当的正向操控电压时，可控硅就导通；这一导通即便在撤去门极操控电压后仍将保持，一直到加上反向阳极电压或阳极电流小于可控硅本身的保持电流后才关断。一般的可控硅调光器便是运用可控硅的这一特性完成前沿触发相控调压的。在正弦波沟通电过零后的某一时刻t1（或某一相位角wt1），在可控硅操控极上加一触发脉冲，使可控硅导通，依据前面介绍过的可控硅开关特性，这一导通将保持到正弦波正半周完毕。因而在正弦波的正半周（即0~p区间）中，0~wt1规模可控硅不导通，这一规模称为操控角，常用a表明；而在wt1~p间可控硅导通，这一规模称为导通角，常用j表明。
同理在正弦波沟通电的负半周，对处于反向联接的另一个可控硅（对两个单向可控硅反并联或双向可控硅而言）在t2时刻（即相位角wt2）施加触发脉冲，使其导通。如此循环往复，对正弦波每半个周期操控其导通，取得相同的导通角。如改动触发脉冲的施加时刻（或相位），即改动了导通角j（或操控角a）的巨细。导通角越大调光器输出的电压越高，灯就越亮。从上述可控硅调光原理可知，调光器输出的电压波形现已不再是正弦波了，除非调光器处在全导通状况，即导通角为180°（或p）。正是因为正弦波被切开、波形遭受损坏，会给电网带来搅扰等问题……
三、选用可控硅技能
选用可控硅技能对照明体系进行操控具有：电压调理速度快，精度高，可分时段实时调整，有稳压效果，选用电子元件，相对来说体积小、重量轻、成本低。但该调压方法存在一丧命缺点，因为斩波，使电压无法完成正弦波输出，还会呈现很多谐波，形成对电网体系谐波污染，损害极大，不能用在有电容补偿电路中。（现代照明规划要求规则，照明体系中功率因数有必要到达0.9以上，而气体放电灯的功率因数在一般在0.5以下，所以都规划用电容补偿功率因数）在国外发达国家，已有明文规则对电气设备谐波含量的约束，在国内，北京、上海、广州等大城市，已对谐波含量超支的设备约束并入电网运用。
选用可控硅技能对照明体系进行照度操控时，可经过加装滤波设备来有用下降谐波污染。
近年来，许多新式可控硅元件相继问世，如适于高频运用的快速可控硅，能够用正或负的触发信号操控两个方导游通的双向可控硅，能够用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。
好的调光设备应采纳必要措施，尽力下降运用可控硅技能后发生的搅扰。
