晶闸管是电流型还是电压型器件？是怎样区分的？原则是什么？

晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，广泛应用于电力电子设备中。晶闸管是一种电流型器件，而不是电压型器件。区分电流型和电压型器件的原则主要基于它们的工作机制和控制输入的类型。

晶闸管的基本工作原理

晶闸管由四层半导体材料（P-N-P-N结构）组成，具有三个PN结和三个电极：阳极（Anode）、阴极（Cathode）和门极（Gate）。当阳极相对于阴极为正电压时，晶闸管处于正向阻断状态。这时，即使施加正向电压，FST3126MTCX晶闸管也不会导通，除非在门极施加一个触发电流。这个触发电流使得晶闸管进入导通状态，允许电流从阳极流向阴极。

电流型器件的特征

电流型器件的控制变量是电流，而不是电压。对于晶闸管，要使其导通，需要在门极施加一定的电流。这个电流触发了晶闸管的导通过程，使其从高阻态转变为低阻态。

1、门极触发电流：晶闸管需要一个门极电流来触发导通。这个门极电流可以很小，但必须存在，以改变内部的载流子分布，使其进入导通状态。

2、维持电流：一旦晶闸管导通，需要一个最小的维持电流（Holding Current）来保持其导通状态。如果电流降到维持电流以下，晶闸管会重新进入阻断状态。

3、关断电流：晶闸管的关断是通过减少流经阳极和阴极之间的电流来实现的，而不是通过改变施加的电压。

电压型器件的特征

电压型器件的控制变量是电压。例如，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和场效应晶体管（MOSFET）就是电压型器件。它们通过控制栅极电压来决定导通或关断状态，而不是通过电流。

1、栅极电压控制：电压型器件需要施加一定的栅极电压来改变导通状态。导通与否取决于栅极与源极之间的电压差。

2、静态电流：在维持一个导通或关断状态时，不需要额外的电流，只需保持栅极电压。

区分电流型和电压型器件的原则

1、触发方式 ：电流型器件需要电流触发，而电压型器件通过电压控制。

2、存储特性 ：电流型器件具有存储电荷的特性，关断时需要考虑电荷耗散。电压型器件没有存储电荷的问题，关断主要依赖于电压的移除。

3、控制输入的类型：如果控制输入主要依赖于电流（如晶闸管的门极电流），则为电流型器件。如果控制输入依赖于电压（如MOSFET的栅极电压），则为电压型器件。

4、导通和关断机制：电流型器件通过电流触发导通并通过减少电流关断；电压型器件通过电压触发导通并通过改变电压关断。

5、维持状态的要求：电流型器件需要维持电流来保持导通状态，而电压型器件只需维持电压。

6、应用场景 ：电流型器件适用于高功率、高电压的应用，如电机控制和电源调节。电压型器件适用于需要快速开关和低功耗的应用，如数字电路和信号处理。

实际应用中的区分

在实际应用中，电流型和电压型器件的选择往往根据具体的电路需求来决定。例如，晶闸管广泛应用于交流电力控制、整流和逆变电路中，因为其能够在高电流条件下稳定工作。而MOSFET和IGBT等电压型器件则更常用于开关电源、脉宽调制（PWM）控制等应用中。

具体实例

●交流电机控制：晶闸管在交流电机的调速和控制中应用广泛，因为交流电机的工作电流较大，晶闸管能有效控制大电流的通断。

●整流电路：在高功率整流电路中，晶闸管作为整流元件，能够高效地将交流电转换为直流电。

●逆变电路：在逆变电路中，晶闸管可以实现从直流到交流的转换，尤其适用于大功率的应用场合。

电流型和电压型器件的互补应用

在某些复杂电路中，电流型和电压型器件常常互补使用。例如在不间断电源（UPS）系统中，晶闸管和MOSFET可能会结合使用，以便在不同阶段实现最佳的电流和电压控制。

总的来说，晶闸管作为电流型器件，其导通和维持状态依赖于电流的特性，使其在高电流应用中表现出色。了解电流型和电压型器件的区分原则，有助于在实际应用中选择合适的元器件，以满足不同的电路需求。