SCR

SCR (矽控整流器) 是一種閘流管，屬於固態半導體元件，主要用於控制電力電子中的高電壓和電流。結構上，SCR 由四層交替的 P 型與 N 型材料 (PNPN) 組成，形成三個接面與三個端子：陽極 (A)，電流進入元件的端子；陰極 (K)，電流流出的端子；閘極 (G)，作為控制端子。在預設狀態下，SCR 處於關閉狀態，即使在陽極與陰極之間施加順向電壓，也會阻止電流流動。只有在閘極端子施加微小電流時才會導通，且一旦導通後，SCR 會持續導通，直到電流降至某個閾值以下 (保持電流)。施加逆向電壓可阻止電流進一步導通，但無法單獨使 SCR 關閉。

該元件可在多種不同模式下運作，這些模式決定了其切換行為。在順向截止模式下，相對於陰極，正電壓會施加於陽極，但因閘極訊號缺失或不足，電流不會導通。在逆向截止模式下，負電壓施加於陰極，以阻止電流逆向導通。在順向截止模式期間施加足夠的閘極訊號時，SCR 會進入順向導通模式，允許電流從陽極流向陰極並保持此狀態，直到電流降至其保持閾值以下。

若干關鍵電氣參數決定了 SCR 的行為與效能。閘極觸發電流 (IGT)、閘極觸發電壓 (VGT) 必須超過某些最小值才能啟動導通。鎖定電流 (IL) 是觸發 SCR 進入導通狀態所需的最小電流。當 SCR 進入導通後，保持電流 (IH) 是維持導通所需的最小電流；若電流低於此值，SCR 將關斷。關斷時間 (TOFF) 指的是在閘極訊號移除且電流降至保持電流以下後，SCR 停止導通所需的時間。為確保可靠運作，一個重要的考量是斷態電壓上升速率臨界值 (dv/dt)，若 SCR 在斷態下兩端電壓上升過快，可能會在未施加閘極訊號的情況下意外導通。

為特定應用選擇 SCR 時，需要考慮幾個關鍵因素。突破電壓決定了 SCR 在斷態下所能阻擋的最大電壓，而逆向電壓額定值則在 SCR 用於電壓極性可能變化的電路時尤其重要。對保持電流、閘極觸發需求、熱管理的妥善考量也同樣至關重要。SCR 與所有高功率半導體元件一樣，在運作時會產生熱量，可能需要適當的散熱措施，以避免熱損壞或故障。對於希望精確控制大功率負載或將 AC 轉換為 DC 的使用者，SCR 提供可靠且耐用的解決方案，並已在眾多工業與商業應用中證明其有效性。