单向晶闸管工作原理

单向晶闸管（Thyristor），也称为双向可控硅（Silicon-controlled rectifier， SCR），是一种半导体器件，具有单向导通特性。它是一种双电极器件，主要由四层PNPN晶体管结构组成。

单向晶闸管的工作原理基于PNPN结构。在无外加电压的情况下，PNPN结构处于关断状态，没有导通电流。当向PN结加正向电压时，PN结会产生内建电场，在P2端形成势垒，使得整个PNPN结构变为一个堆积电容。此时，因为负载电容上存在电荷，单向晶闸管处于阻断状态。

当给单向晶闸管加上一个触发电压，并且该触发电压的极性与PN结加正向电压的极性一致时，PN结内部的电场被减弱，势垒消失，晶闸管开始导通。此时，晶闸管内部由一个PNP型晶体管和一个NPN型晶体管组成的双极性晶体管开始放大，晶体管的集电极和发射极形成了外电极，负载电流开始流过。这时，单向晶闸管被称为“开通态”。

一旦单向晶闸管进入开通态，即使在触发电压消失的情况下，它仍将保持导通。这是因为，PNP与NPN型晶体管之间的正反馈机制使得晶体管集电极电流继续增加，进而维持PNP型晶体管的饱和状态。只有当导通电流通过晶闸管降为零，或者当加到晶闸管的反向电压大于某个阀值时，它将回到阻断状态。

单向晶闸管的导通状态和阻断状态可由两个重要参数控制：触发电压和保持电流。触发电压决定了何时将单向晶闸管从阻断状态切换到导通状态，而保持电流决定了单向晶闸管在导通状态下能够维持导通的最小电流。

综上所述，单向晶闸管的基本工作原理是通过施加外部触发电压切换从阻断状态到导通状态，一旦进入导通状态，单向晶闸管将继续导通，直到导通电流降为零或者阀值电压大于的情况下回到阻断状态。它应用广泛，可用于AC-DC变换器、调功器、电动机控制等电力电子设备中。