双向可控硅结构原理及应用分享Word格式.docx

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由图2可见，G极与T1极靠近，距T2极较远。

因此，G—T1之间的正、反向电阻都很小。

在用RXl档测任意两脚之间的电阻时，只有在G-T1之间呈现低阻，正、反向电阻仅几十欧，而T2-G、T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。

这表明，如果测出某脚和其他两脚都不通，就肯定是T2极。

，另外，采用TO—220封装的双向晶闸管，T2极通常与小散热板连通，据此亦可确定T2极。

2．区分G极和T1极

（1）找出T2极之后，首先假定剩下两脚中某一脚为Tl极，另一脚为G极。

（2）把黑表笔接T1极，红表笔接T2极，电阻为无穷大。

接着用红表笔尖把T2与G短路，给G极加上负触发信号，电阻值应为十欧左右（参见图4（a）），证明管子已经导通，导通方向为T1一T2。

再将红表笔尖与G极脱开（但仍接T2），若电阻值保持不变，证明管子在触发之后能维持导通状态（见图4（b））。

（3）把红表笔接T1极，黑表笔接T2极，然后使T2与G短路，给G极加上正触发信号，电阻值仍为十欧左右，与G极脱开后若阻值不变，则说明管子经触发后，在T2一T1方向上也能维持导通状态，因此具有双向触发性质。

由此证明上述假定正确。

否则是假定与实际不符，需再作出假定，重复以上测量。

显见，在识别G、T1，的过程中，也就检查了双向晶闸管的触发能力。

如果按哪种假定去测量，都不能使双向晶闸管触发导通，证明管于巳损坏。

对于lA的管子，亦可用RXl0档检测，对于3A及3A以上的管子，应选RXl档，否则难以维持导通状态。

典型应用

双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家用电器等领域，实现交流调压、电机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光、舞台调光等多种功能，它还被用于固态继电器（SSR）和固态接触器电路中。

图5是由双向晶闸管构成的接近开关电路。

R为门极限流电阻，JAG为干式舌簧管。

平时JAG断开，双向晶闸管TRIAC也关断。

仅当小磁铁移近时JAG吸合，使双向晶闸管导通，将负载电源接通。

由于通过

干簧管的电流很小，时间仅几微秒，所以开关的寿命很长.

图6是过零触发型交流固态继电器（AC-SSR）的部电路。

主要包括输入电路、光电耦合器、过零触发电路、开关电路（包括双向晶闸管）、保护电路（RC吸收网络）。

当加上输入信号VI（一般为高电平）、并且交流负载电源电压通过零点时，双向晶闸管被触发，将负载电源接通。

固态继电器具有驱动功率小、无触点、噪音低、抗干扰能力强，吸合、释放时间短、寿命长，能与TTL＼CMOS电路兼容，可取代传统的电磁继电器。

双向可控硅原理与应用

　　双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的晶闸管，而且仅需一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。

[p=30,2,left][b]　　构造原理[/b][/p]

　　尽管从形式上可将双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合，但实际上它是由7只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。

　　双向晶闸管的结构与符号见图2。

[p=30,2,center][img].xd218./wwwroot/pic/digi/.gif[/img][/p]

　　[b]检测方法[/b]

　　下面介绍利用万用表RXl档判定双向晶闸管电极的方法，同时还检查触发能力。

　　1.判定T2极

　　由图2可见，G极与T1极靠近，距T2极较远。

　　2．区分G极和T1极

（1）找出T2极之后，首先假定剩下两脚中某一脚为Tl极，另一脚为G极。

（2）把黑表笔接T1极，红表笔接T2极，电阻为无穷大。

　　3）把红表笔接T1极，黑表笔接T2极，然后使T2与G短路，给G极加上正触发信号，电阻值仍为十欧左右，与G极脱开后若阻值不变，则说明管子经触发后，在T2一T1方向上也能维持导通状态，因此具有双向触发性质。

[p=30,2,left][b]　　典型应用[/b][/p]

　　双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家用电器等领域，实现交流调压、电机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光、舞台调光等多种功能，它还被用于固态继电器[url=.cnelc./ProductShop/ShowClass.asp?

ClassID=107][color=#0000ff][/color][/url]（SSR）和固态接触器电路中。

由于通过干簧管的电流很小，时间仅几微秒，所以开关的寿命很长.

　　图6是过零触发型交流固态继电器AC-SSR）的部电路。

固态继电器[url=.cnelc./ProductShop/ShowClass.asp?

ClassID=107][color=#0000ff][/color][/url]具有驱动功率小、无触点、噪音低、抗干扰能力强，吸合、释放时间短、寿命长，能与TTL＼CMOS电路兼容，可取代传统的电磁继电器[url=.cnelc./ProductShop/ShowClass.asp?

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双向可控硅

所属分类：

半导体半导体器件物理学生活科学

摘要：

双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是比较理想的交流开关器件。

提问编辑摘要

目录[隐藏]

∙1产品命名

∙2元件简介

∙3产品分类

∙4封装形式

∙5构造原理

∙6产品特性

∙7触发电路

∙8工作原理

∙9产品判别

∙10测量方法

∙11参数符号

∙12伏安特性

∙13检测方法

∙14黄金规则

∙15典型应用

∙16产品区别

∙17注意事项

∙18产品展示

双向可控硅-产品命名

双向可控硅为什么称为“TRIAC”?

三端：

TRIode（取前三个字母）

交流半导体开关：

ACsemiconductorswitch

（取前两个字母）

以上两组名词组合成“TRIAC”

中文译意“三端双向可控硅开关”。

由此可见“TRIAC”是双向可控硅的统称。

双　向：

Bi-directional（取第一个字母）

控　制：

Controlled（取第一个字母）

整流器：

Rectifier（取第一个字母）

再由这三组英文名词的首个字母组合而成:

“BCR”中文译意:

双向可控硅。

以“BCR”来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱，如:

BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM等等。

三　端：

Triode（取第一个字母）

由以上两组单词组合成“BT”，也是对双向可控硅产品的型号命名，典型的生产商如：

意法ST公司、荷兰飞利浦-Philips公司，均以此来命名双向可控硅。

代表型号如：

PHILIPS的BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、等等。

这些都是四象限/非绝缘型/双向可控硅；

Philips公司的产品型号前缀为“BTA”字头的，通常是指三象限的双向可控硅。

而意法ST公司，则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号并且在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘组合成：

“BTA”、“BTB”系列的双向可控硅型号，如：

四象限/绝缘型/双向可控硅:

BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600B等等；

四象限/非绝缘/双向可控硅:

BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B等等；

ST公司所有产品型号的后缀字母（型号最后一个字母）带“W”的，均为“三象限双向可控硅”。

如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”；

代表型号如:

BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW、、、、等等。

至于型号后缀字母的触发电流，各个厂家的代表含义如下：

PHILIPS公司：

D=5mA，E=10mA，C=15mA，F=25mA，G=50mA，R=200uA或5mA，

型号没有后缀字母之触发电流，通常为25-35mA；

PHILIPS公司的触发电流代表字母没有统一的定义，以产品的封装不同而不同。

意法ST公司：

TW=5mA，SW=10mA，CW=35mA，BW=50mA，C=25mA，B=50mA，H=15mA，T=15mA，注意：

以上触发电流均有一个上下起始误差围，产品PDF文件中均有详细说明

一般分为最小值/典型值/最大值，而非“=”一个参数值。

双向可控硅-元件简介

高压单向可控硅

一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称可控硅T。

又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。

在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。

它只有导通和关断两种状态。

可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。

可控硅的优点很多，例如：

以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；

反应极快，在微秒级开通、关断；

无触点运行，无火花、无噪音；

效率高，成本低等等。

可控硅的弱点：

静态及动态的过载能力较差；

容易受干扰而误导通。

可控硅从外形上分类主要有：

螺栓形、平板形和平底形。

双向可控硅-产品分类

可控硅有多种分类方法。

可控硅模块的散热器

（一）按关断、导通及控制方式分类：

可控硅按其关断、导通及控制方式可分为普通可控硅、双向可控硅、逆导可控硅、门极关断可控硅（GTO）、BTG可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种。

（二）按引脚和极性分类：

可控硅按其引脚和极性可分为二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。

（三）按封装形式分类：

可控硅按其封装形式可分为金属封装可控硅、塑封可控硅和瓷封装可控硅三种类型。

其中，金属封装可控硅又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；

塑封可控硅又分为带散热片型和不带散热片型两种。

（四）按电流容量分类：

可控硅按电流容量可分为大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三种。

通常，大功率可控硅多采用金属壳封装，而中、小功率可控硅则多采用塑封或瓷封装。

（五）按关断速度分类：

可控硅按其关断速度可分为普通可控硅和高频（快速）可控硅。

双向可控硅-封装形式

常用可控硅的封装形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220AB、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252等。

双向可控硅-构造原理

尽管从形式上可将双向可控硅看成两只普通可控硅的组合，但实际上它是由7只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。

小功率双向可控硅一般采用塑料封装，有的还带散热板。

典型产品有BCMlAM（1A／600V）、BCM3AM（3A／600V）、2N6075（4A／600V），MAC218-10（8A／800V）等。

大功率双向可控硅大多采用RD91型封装。

双向可控硅属于NPNPN五层器件，三个电极分别是T1、T2、G。

双向可控硅由于正、反向特性曲线具有对称性，所以它可在任何一个方向导通。

双向可控硅-产品特性

双向可控硅第一阳极A1与第二阳极A2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要控制极G和第一阳极A1间加有正负极性不同的触发电压，就可触发导通呈低阻状态。

此时A1、A2间压降也约1V。

双向可控硅一旦导通，即使失去触发电压，也能继续保持导通状态。

只有当第一阳极A1、第二阳极A2电流减小，小于维持电流或A1、A2间当电压极性改变且没有触发电压时，双向可控硅才截断，此时只有重新加触发电压方可导通。

双向可控硅-触发电路

双向可控硅电路示意图

将两只单向可控硅SCRl、SCR2反向并联．再将控制板与本触发电路连接，就组成了一个简单实用的大功率无级调速电路。

这个电路的独特之处在于可控硅控制极不需外加电源，只要将负载与本电路串联后接通电源，两个控制极与各自的阴极之间便有5V~8V脉动直流电压产生，调节电位器R2即可改变两只可控硅的导通角，增大R2的阻值到一定程度,便可使两个主可控硅阻断，因此R2还可起开关的作用。

该电路的另一个特点是两只主可控硅交替导通，一个的正向压降就是另一个的反向压降，因此不存在反向击穿问题。

但当外加电压瞬时超过阻断电压时，SCR1、SCR2会误导通，导通程度由电位器R2决定。

SCR3与周围元件构成普通移相触发电路，其原理这里从略。

SCR1、SCR2选用封装好的可控硅模块（110A／1000V），SCR3选用BTl36，即600V的双向可控硅。

本电路如用于感性负载，应增加R4，C3阻容吸收电路及压敏电阻RV作过压保护，防止负载断开和接通瞬间产生很高的感应电压损坏可控硅。

双向可控硅-工作原理

Kt16P单相可控硅调压/调功触发板

1.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。

当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。

此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。

因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic。

2。

此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。

这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化，条件如下：

A、从关断到导通1、阳极电位高于是阴极电位，2、控制极有足够的正向电压和电流，两者缺一不可。

B、维持导通1、阳极电位高于阴极电位，2、阳极电流大于维持电流，两者缺一不可。

C、从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位，2、阳极电流小于维持电流，任一条件即可。

触发导通

在控制极G上加入正向电压时因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。

在可控硅的部正反馈作用的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。

双向可控硅-产品判别

电路示意图

双向可控硅等效于两只单向可控硅反向并联而成。

即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称T2极，其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称T2极，剩下则为控制极（G）。

1、单、双向可控硅的判别：

先任测两个极，若正、反测指针均不动（R×

1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G极（对双向可控硅）。

若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。

且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。

若正、反向测批示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。

再将旋钮拨至R×

1或R×

10挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为G极，黑笔所接为T1极，余下是T2极。

2、性能的差别：

将旋钮拨至R×

1挡，对于1~6A单向可控硅，红笔接K极，黑笔同时接通G、A极，在保持黑笔不脱离A极状态下断开G极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发，且触发电压低（或触发电流小）。

然后瞬时断开A极再接通，指针应退回∞位置，则表明可控硅良好。

对于1~6A双向可控硅，红笔接T1极，黑笔同时接G、T2极，在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极，指针应指示为几十至一百多欧（视可控硅电流大小、厂家不同而异）。

然后将两笔对调，重复上述步骤测一次，指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧，则表明可控硅良好，且触发电压（或电流）小。

若保持接通A极或T2极时断开G极，指针立即退回∞位置，则说明可控硅触发电流太大或损坏。

对于单向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K灯仍不息灭，否则说明可控硅损坏。

对于双向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K，灯应不息灭。

然后将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。

否则说明该器件已损坏。

双向可控硅-测量方法

塑封可控硅

在实际应用时，规定采用I+、I-、Ⅲ-三种方式，且以I+和Ⅲ-两种方式用得最广，下面采用这两种方式进行判别，并以最常见的小功率双向可控硅为例。

（1）判别电极首先确定T2：

两支表棒随意接触管子的任意两个电极，并轮流改换接法，直至找到显示值为0．1～1V（该电压在此记为T1与G之间的压降Ugt1）时，空置的电极即为T2。

其次确定T1与G2用红表棒接触T2，黑表棒接触其余两极中的任一个（暂且假定为T1），万用表应显示溢出。

接着将红表棒滑向另一电极（暂且假定为G），使得红表棒短接这两个电极，如果显示值比Ugt1略低，说明管子已被触发导通（I+触发方式），证明以上假定成立，即黑表棒接的即是T1。

如果在红表棒滑向另—极后显示值为Ugt1，则只需将黑表棒改接至另一未知极重复上述步骤，定能得出正确结果。

（2）触发性能判别双向晶闸管需要考察两个方向的工作状况，下面分别介绍。

红表棒接T2，黑表棒接T1，此时应显示溢出（关断状态）。

把红表棒滑向G，并且使T2与G这两极接通，此时管子将进入导通状态，应显示比Ugt1略低的数值。

接着，在红表棒不断开T2的前提下而脱离G，对于触发灵敏度高、维持电流小的管子来说，此时管子仍然维持导通状态，显示值比触发导通时的略大，但低于Ugt1。

再用红表棒接触T1、黑表棒接解T2，此时应显示溢出。

在黑表棒短接T2、G两极时，管子将导通，显示值比Ugt1略低。

与上个方向相同，当黑表棒脱离G后，那些触发灵敏度高、维持电流小的管子将仍然保持导通状态。

实测一只TO-220封装的双向晶闸管BCR3AM（3A／600V），首先判别电极：

红、黑表棒在管子任意两电极间测量，当测得为0．578V即U