[科普中国]-光控晶闸管

光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号来代替电信号对器件进行触发。光控晶闸管的伏安特性和普通晶闸管一样，只是随着光照信号变强其正向转折电压逐渐变低。1

简述光控晶闸管又称光触发晶闸管，它是一种以光信号代替电信号来进行触发导通的特殊触发型晶闸管，其伏安特性曲线与普通晶闸管完全一样，只是触发方式不同。而由于它采用光信号触发，避免了主回路对控制回路的干扰，适用于要求信号源与主回路高度绝缘的大功率高压装置，如高压直流输电装置、高压核聚变装置等。2

光控晶闸管是利用一定波长的光照信号控制的开关器件，其结构也是由四层半导体(PNPN)构成。小功率光控晶闸管只有两个电极(阳极A和阴极K)，而大功率光控晶闸管除阳极和阴极之外，还带有光缆，光缆上装有发光二极管或半导体激光器作为触发光源。

结构光控晶闸管也称GK型光开关管，是一种光敏器件。通常晶闸管有3个电极，控制极G、阳极A和阴极K。由于光控晶闸管的控制信号来自光的照射，没有必要再引出控制极，所以，只有两个电极(阳极A和阴极K)。但其结构与普通晶闸管一样，是由4层PNP型器件构成的。

光控晶闸管的外形及电路图形符号如图1所示。

从外形上看，光控晶闸管有受光窗口，还有两条引脚和壳体，酷似光电二极管。3

工作原理当在光控晶闸管的阳极加上正向电压、阴极加上负向电压时，如图2-(1)所示的光控晶闸管电路可以等效成如图2-(2)所示的电路。

由图2-(2)可推算出

式中I1——光电二极管的光电流；

Ia——-光控晶闸管的阳极电流，即光控晶闸管的输出电流；

a1，a2—VT1，VT2的电流放大系数。

由上式可知，Ia与I1成正比，即当光电二极管的光电流增大时，光控晶闸管的输出电流也相应增大，同时I1的增大，使VT1、VT2的电流放大系数a1、a2也增大。当a1与a2之和接近于1时，光控晶闸管的电流达到最大，即完全导通。

能使光控晶闸管导通的最小光照度，称为导通光照度。光控晶闸管与普通晶闸管一样，一经触发，即成通导状态。只要有足够强度的光源照射一下管子的受光窗口，它就立即成为通导状态，而后即使撤离光源也能维持导通，除非加在阳极和阴极之间的电压为零或反相才能关闭。3

特性为了使光控晶闸管能在微弱的光照下触发导通，因此，必须使光控晶闸管在极小的控制电流下能可靠地导通。这样，光控晶闸管受到了高温和耐压的限制，在一般的条件下，不可能与普通晶闸管一样做成大功率的。

光控晶闸管除了触发信号不同以外，其他特性基本与普通晶闸管相同，因此，在使用时可按照普通晶闸管的使用原则，只要注意它是光控这个特点就行了。光控晶闸管对光源的波长有一定的要求，即有选择性。波长在0.8～0.9μm的红外线及波长在1μm左右的激光，都是光控晶闸管较为理想的光源。3

本词条内容贡献者为:

刘宝成 - 副教授 - 内蒙古民族大学