1.2晶閘管(SCR) 
　　 
　　UPS中晶體閘流管簡稱晶閘管，也稱為硅可控元件(SCR)，是由三個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的一種大功率半導(dǎo)體器件。在性能上，晶閘管不僅具有單向?qū)щ娦�，而且還具有比硅整流元件(俗稱"死硅)更為可貴的可控性，它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)。 
　　 
　　晶閘管的優(yōu)點(diǎn)很多。例如，以小功率控制大功率，功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬倍;反應(yīng)極快，在微秒級(jí)內(nèi)開通、關(guān)斷;無觸點(diǎn)運(yùn)行，無火花、無噪聲;效率高，成本低等。因此，在UPS中，晶閘管常用在整流電路、靜態(tài)旁路開關(guān)、無觸點(diǎn)輸出開關(guān)等電路中。晶閘管的缺點(diǎn):靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過載能力較差，容易受干擾而誤導(dǎo)通。晶閘管從外形上分類主要有螺栓形、平板形和平底形。 
　　 
　　1.2.1普通晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理 
　　 
　　晶閘管是PlNlPN2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看成由一個(gè)PNP型管和一個(gè)NPN型管組成，其等效電路如圖1.4(a)所示，圖1.4(b)為晶閘管的電路符號(hào)。 
　　 
　　1.晶閘管的工作過程 
　　 
　　晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個(gè)PN結(jié)，可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管。

　　 
　　當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時(shí)，為便晶閘管導(dǎo)通，必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基極電流。因此，在兩個(gè)互相復(fù)合的晶體管電路中，當(dāng)有足夠的門極電流品流入時(shí)，就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩個(gè)晶體管飽和導(dǎo)通。 
　　 
　　設(shè)PNP型管和NPN型管的集電極電流相應(yīng)為Ic1和Ic2，發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik，電流放大系數(shù)相應(yīng)為al=ΙC1/Ia，和a2=ΙC1/Ik，設(shè)流過J2結(jié)的反相漏電流為Ico，晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和:

　　 
　　若問極電流為Ig，則晶閘管陰極電流為IK=Ia+Ig。 
　　 
　　因此，可以得出晶閘管陽極電流為:

　　 
　　硅PNP型管和硅NPN型管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化。當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓，而門極末受電壓的情況下，式(1-2中，Ig=0，(a1+a2)很小，故晶閘管的陽極電流Ia≈Ico，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài);當(dāng)晶閘管在正向門極電壓下，從門極G流人電流Ico，由于足夠大的品流經(jīng)NPN型管的發(fā)射結(jié)，從而提高放大系數(shù)a2，產(chǎn)生足夠大的極電極電流Io流過PNP型管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP型管的電流放大系數(shù)a1，產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN型管的發(fā)射結(jié)，這樣強(qiáng)烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。 
　　 
　　當(dāng)al和a2隨發(fā)射極電流增加而使得(a1+a2)≈1時(shí)，式(1-2)中的分母1-(al+a2)≈0，因此提高了晶閘管的陽極電流ΙAO。這時(shí)，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定，晶閘管已處于正向?qū)�通狀態(tài)。晶閘管導(dǎo)通后，式(1-2)中的分母1-(al+a2)≈0，即使此時(shí)門極電流叢Ia，晶閘管仍能保持原來的陽極電流I，而繼續(xù)導(dǎo)通，門極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷地減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流I，減小到維持電流IH以下時(shí)，由于01和02迅速下降，晶閘管恢復(fù)到阻斷狀態(tài)。