可控硅（SCR）是1种半导体开关元器件。早就在1956年，Moll等人就公布了这类开关元器件的理论基础。即便低功率器件在当今开关区域已基本上销声匿迹，并被高压双极结型晶体管（BJT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）及绝缘栅双极型晶体管（igbt模块）等所替代，但它们在兆瓦级开关元器件区域仍无可取代，例如2kA、1.2kV的SCR就被使用于机车驱动器中，或用作控制铝材生产厂家中的电炉等。

SCR是1种具备如下图1a所显示的晶体管等效线路的四层半导体元器件。
图1：1个基本上的SCR类构造（a），得到一定值的门极电流和维系电流（b），和大幅度改善的耐瞬变电压性能，进而有效的避免 阳极电压陡增引发的意外导通（c）。

该元器件刚开始处在断开模式，在正方向电流脉冲馈入门极1后，这一处在阳极和阴极间的四层构造被导通，且已不再要门极电流。这里还能够使用Q2基极导通SCR，但单片SCR通常仅有对于阴极的门极。

在一个更接近实际的晶体管模型中，PNP和NPN晶体管都带着基极发射极电阻（如下图1b所显示）。因此规避了由Q1和Q2的漏电流而引发的意外导通，且门极电流具备之下的限定值：

SCR普遍存在的1个缺陷是：倘若阳极电压上升时间超出临界速率，即使门极电流为零，SCR也会导通。这时的阳极电压称之为换相电压，当阳极电流回零并降到维系水平之下时，在感性负载转换环节中会发生换相电压。电感中聚集的能量很容易造成阳极电压陡然升高。除此之外，当借助最少由2只以上以模拟多路开关形式相连接的SCR对阻性负载做好转换时，当中一只SCR被导通并使另外一只SCR阳极电压陡然升高，这时也会发生换相电压。

图1b所显示线路中，换相电压斜率临界值为：
当中，VBE0约为0.7V（硅晶体管导通的常见工作电压），CCB01和CCB02为晶体管Q1和Q2的集电极至基极电容量。因为这类电容值会伴随着发射极至集电极工作电压的增高而减少，在表达式（1）中要用这类电容的最大值。对于图2中所用的晶体管，可估算CCB01+CCB02＜20pF。由RB1=RB2=6.8kΩ，得知SVcrit≈5V/μs。与单片SCR的换相电压斜率临界值（通常约等于100V/μs）相对比，图2中SVcrit值比较低。尽管减少电阻器RB1和RB2的电阻值有一定的帮助，但如此会影响门极灵敏度（图1b中线路可以做得非常灵敏，只要100μA左右的门极电流便可—等同于低功率单片SCR典型值的十分之一）。
当中，VBE0约为0.7V（硅晶体管导通的常见工作电压），CCB01和CCB02为晶体管Q1和Q2的集电极至基极电容量。因为这类电容值会伴随着发射极至集电极工作电压的增高而减少，在表达式（1）中要用这类电容的最大值。对于图2中所用的晶体管，可估算CCB01+CCB02＜20pF。由RB1=RB2=6.8kΩ，得知SVcrit≈5V/μs。与单片SCR的换相电压斜率临界值（通常约等于100V/μs）相对比，图2中SVcrit值比较低。尽管减少电

图2：添加2个电容数值为1nF的SMD陶瓷电容器后，可以在ΔV做到10V的情形下防止导通。

图1c表明了在维持低门极导通电流的同时添加换相电压临界斜率的办法。借助将电容器C与NPN及PNP晶体管的基极发射极结并接，理论上可以得到无穷大的斜率值。电容器C的数值为：
这里，为简单起见，假定阳极工作电压呈线性增高，而△V为其增高的幅度。由常用晶体管基极电流容许的最大值可以得到实际的换相电压斜率临界值：
假定IBmax=200mA，则借助表达式（3）可以得到SVcrit的实际值，即SVcrit≈100kV/μs。

在实验中，图2中的2N4036PNP晶体管因其转换鲁棒性而被选用，其基极电流最大值为500mA，而集电极电流最大值则为1A。在图2中，使分立式SCR的阳极工作电压陡然发生改变（在30ns内使△V做到9V或使SVcrit做到300V/μs）后，未观测到导通情况。

以上就是传承电子介绍的半导体开关元器件可控硅的特性及使用解析，传承电子是一家以电力电子为专业领域的功率半导体模块制造商，为众多的企业公司提供功率半导体模块的定制、生产和加工，同时还给众多公司提供来料代工或贴牌加工业务。主要产品为各种封装形式的绝缘式和非绝缘式功率半导体模块、各种标准和非标准的功率半导体模块等。