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晶闸管的发展历史及制约因素

半导体的出现成为20世纪现代物理学其中一项重大的突破，标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要，促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展，其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件，特点为小功率、集成化，作为信息的检出、传送和处理的工具；而另一类就是电力电子器件，特点为大功率、快速化。1955年，美国通用电气公司研发了世界上个以硅单晶为半导体整流材料的硅整流器（SR），1957年又开发了全球用于功率转换和控制的可控硅整流器（SCR）。由于它们具有体积小、重量轻、效率高、寿命长的优势，尤其是SCR能以微小的电流控制较大的功率，令半导体电力电子器件成功从弱电控制领域进入了强电控制领域、大功率控制领域。在整流器的应用上，晶闸管迅速取代了整流器（引燃管），实现整流器的固体化、静止化和无触点化，并获得巨大的节能效果。从1960年始，由普通晶闸管相继出了快速晶闸管、光控晶闸管、不对称晶闸管及双向晶闸管等各种特性的晶闸管，形成一个庞大的晶闸管家族。

但晶闸管本身存在两个制约其继续发展的重要因素。一是控制功能上的欠缺，普通的晶闸管属于半控型器件，通过门极（控制极）只能控制其开通而不能控制其关断，导通后控制极即不再起作用，要关断必须切断电源，即令流过晶闸管的正向电流小于维持电流。由于晶闸管的关断不可控的特性，必须另外配以由电感、电容及开关器件等组成的强迫换流电路，从而使装置体积，成本增加，而且系统更为复杂、可靠性降低。二是因为此类器件立足于分立元件结构，开通损耗大，工作频率难以提高，限制了其应用范围。1970年代末，随着可关断晶闸管（GTO）日趋成熟，成功克服了普通晶闸管的缺陷，标志着电力电子器件已经从半控型器件发展到全控型器件

KP晶闸管是一种用于控制电流的半导体器件，具有以下功能：

1. 开关功能：KP晶闸管可以在控制电压施加时通电，断电时截止，实现电流的开关控制。

2. 放大功能：KP晶闸管可以将微弱的控制电流放大为较大的电流，用于控制大功率电路。

3. 可控性：KP晶闸管的导通和截止状态可以通过控制电压的大小和极性来控制，具有可控性。

4. 高速开关：KP晶闸管具有快速的开关速度，可以在毫秒级别的时间内完成导通和截止状态的转换。

5. 低功耗：KP晶闸管在导通状态下具有较低的电压降和功耗，有助于提高电路的效率。

6. 可靠性：KP晶闸管具有较高的耐压和耐电流能力，可在恶劣的工作环境下长时间稳定工作。

综上所述，KP晶闸管的功能主要包括开关功能、放大功能、可控性、高速开关、低功耗和可靠性。这些功能使得KP晶闸管在电力控制、电子调速、电磁场控制等领域有着广泛的应用。

KP晶闸管的特点如下：

1. 具有高电流承受能力：KP晶闸管能够承受较高的电流，通常可达几百安培。

2. 具有高电压承受能力：KP晶闸管能够承受较高的电压，通常可达几千伏。

3. 具有快速开关特性：KP晶闸管的开关速度较快，可以实现快速的开关操作。

4. 具有可控性：KP晶闸管可以通过控制极的电压或电流来控制其导通和截止状态。

5. 具有高温工作能力：KP晶闸管可以在高温环境下正常工作，通常可达几百摄氏度。

6. 具有较低的开启压降：KP晶闸管的开启压降较低，可以减小功率损耗。

7. 具有较高的可靠性：KP晶闸管的可靠性较高，寿命长，不易损坏。

总之，KP晶闸管具有高电流、高电压承受能力，快速开关特性，可控性强，适用于高温环境，并具有较低的开启压降和较高的可靠性。

可控硅是一种大功率电器元件，也称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。

结构原件

可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。双向可控硅：双向可控硅是一种硅可控整流器件，也称作双向晶闸管。这种器件在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，具有无火花、动作快、寿命长、可靠性高以及简化电路结构等优点。从外表上看，双向可控硅和普通可控硅很相似，也有三个电极。但是，它除了其中一个电极G仍叫做控制极外，另外两个电极通常却不再叫做阳极和阴极，而统称为主电极Tl和T2。它的符号也和普通可控硅不同，是把两个可控硅反接在一起画成的，它的型号，在我国一般用“3CTS”或“KS”表示；国外的资料也有用“TRIAC”来表示的。双向可控硅的规格、型号、外形以及电极引脚排列依生产厂家不同而有所不同，但其电极引脚多数是按T1、T2、G的顾序从左至右排列(观察时，电极引脚向下，面对标有字符的一面)。市场上常见的几种塑封外形结构双向可控硅的外形及电极引脚排列。

平板可控硅