工业可控硅产品概述

第一节 工业可控硅产品定义及基本属性

一、产品定义、性能

可控硅又叫晶闸管(SiliconControlledRectifier,SCR)。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

二、产品所属行业界定

工业可控硅属于电力电子元器件制造行业（3924），指用于电能变换和控制（从而实现运动控制）的电子产品的制造。

包括：电力半导体器件：整流管、晶闸管、电力晶体管、电力场效应器件、场控双极型复合器件、静电感应器件（SIT）、电力半导体模块、电力半导体组件；电力集成电路：普通稳压电路、开关电源控制电路、DC-DC变换器等；电子设备用机电元件：连接器、插入式电子元件插座及其附件、端接件及接线装置、连接器线缆组件、电子设备用面板元件、电子设备用小型管状熔断器等；继电器、继电保护及自动化装置等；电力电子装置及相关配套件。

第二节 工业可控硅产品应用概况

一、产品主要应用领域 

晶闸管在自动控制控制，机电领域，工业电气及家电等方面都有广泛的应用。晶闸管是一种有源开关元件，平时它保持在非道通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其道通，一旦被点火就算撤离触发信号它也保持道通状态，要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过晶闸管的电流减少到某一个值以下。

可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。

晶闸管在我国工农业生产和民用方面主要应用在：交流调压、可控整流以及无触点功率静态开关等领域。交流调压是利用晶闸管（可控硅）的开关特性替代老式的接触调压器、感应调压器和电抗器调压，用晶闸管（可控硅）实现交流到可变交流之间的变换叫交流调压。其主要用于温度控制，灯光控制以及交流电动机调压速等领域。可控整流是用晶闸管（可控硅）组成的整流器可以在交流电压不变的情况下，方便的改变直流输出电压的大小即可控整流。晶闸管可控硅可控整流已取代直流发电机组用于直流拖动调速装置，广泛应用于轧钢、电解、电镀、机床、造纸、纺织、励磁等领域。

工业可控硅产品主要应用领域

二、产品应用成熟度分析

晶闸管能在高电压、大电流条件下工作，具有耐压高、容量大、体积小等优点，它是大功率开关型半导体器件，广泛应用在电力、电子线路中。

随着晶闸管技术不断成熟，该技术在20世纪70年代才在国际上逐渐应用起来，我国在20世纪90年代才逐渐发展起来。晶闸管技术在电力系统中的应用可以说是晶闸管应用领域的一场革命，高压动态无功补偿装置（SVC）、智能瓦斯排放装置（MABZ）、电力滤波装置（FC）、高压变频装置（HVC）等产品均处于产业的幼稚期，发展潜力巨大。

晶闸管技术应用在电力领域，可以说是晶闸管应用历史上的一次很大的变革也是自动控制领域一个很大变革，晶闸管会广泛的应用于自动控制领域。这项技术国内比国外晚了20年左右，单项产品市场空间巨大的同时，新产品会层出不穷（如statcom、facts系统）。

从目前产品的成熟度来看，可以简单预期产品应用领域的一个扩展路线：

冶金（市场已经开拓）→铁路牵引（国外应用成熟、且技术有硬性需求）→工矿企业（市场正逐步认同）→其它大型企业→电力系统（保守）

第三节 工业可控硅产品发展历程

世界上最早的半导体器件是整流器和晶体管，当时并没有功率半导体或微电子半导体之分。1958年，我国开始了第一个晶闸管研究课题(当初称为PNPN器件)。在大致相似的时间里，集成电路的研究也逐步开始。从此半导体器件向两个方向发展。前者成为电力电子学的基础，后者则发展并促成了微电子及信息电子学。

按照我国当时的体制，功率器件被归入机械系统，集成电路则列入电子系统。由于半导体的龙头在电子系统，再加上集成电路又是半导体的主体，因而经过长期的演变，在一些场合集成电路几乎成为半导体器件的唯一代名词。

六十年代末七十年代初，在全国曾掀起过一个"可控硅"热。这个热潮持续甚久，影响很大，因而国内至今仍有人认为功率半导体的主体就是可控硅。七十年代末，可控硅发展成为一个大家族。并被冠以一个标准化的名称"晶闸管"。由于以开关技术来调节功率，所以在器件上的损耗很小，因此被誉为节能的王牌。其应用领域更是遍及到各个领域。我国在1979年开始酝酿成立电力电子学会，略早于美国IEEE成立电力电子学会(PowerElectronicsSociety)。中国的电力电子学会成立后，由于专业的重要性，发展的速度很快。但当时也因为归口关系，它没有像美国那样成为一个独立的专业学会，而隶属于其后成立的中国电工技术学会。

大功率半导体器件主要产品具体适用范围