雙向可控硅結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用

雙向可控硅結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用

普通晶閘管(VS)實(shí)質(zhì)上屬于直流控制器件。要控制交流負(fù)載，必須將兩只晶閘管反極性并聯(lián)，讓每只SCR控制一個(gè)半波，為此需兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路，使用不夠方便。

雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開(kāi)關(guān)器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開(kāi)關(guān)之意。

構(gòu)造原理

盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩只普通晶閘管的組合，但實(shí)際上它是由7只晶體管和多只電阻構(gòu)成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般采用塑料封裝，有的還帶散熱板，外形如圖l所示。典型產(chǎn)品有BCMlAM(1A／600V)、 BCM3AM(3A／600V)、2N6075(4A／600V)，MAC218-10(8A／800V)等。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。雙向晶閘管的主要參數(shù)見(jiàn)附表。

雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)見(jiàn)圖2。它屬于NPNPN五層器件，三個(gè)電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向?qū)?，故除門極G以外的兩個(gè)電極統(tǒng)稱為主端子，用T1、T2。表示，不再劃分成陽(yáng)極或陰極。其特點(diǎn)是，當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1，的電壓均為正時(shí)，T2是陽(yáng)極，T1是陰極。反之，當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1的電壓均為負(fù)時(shí)，T1變成陽(yáng)極，T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見(jiàn)圖3，由于正、反向特性曲線具有對(duì)稱性，所以它可在任何一個(gè)方向?qū)ā?img style="WIDTH: 482px; HEIGHT: 226px" height=270 src="/article/UploadPic/2010-1/2010116111445448.jpg" width=580 border=0 tppabs="http://chinazhizuo.51.net/lilun/0081/560-1.jpg">

檢測(cè)方法

下面介紹利用萬(wàn)用表RXl檔判定雙向晶閘管電極的方法，同時(shí)還檢查觸發(fā)能力。

1.判定T2極

由圖2可見(jiàn)，G極與T1極靠近，距T2極較遠(yuǎn)。因此，G—T1之間的正、反向電阻都很小。在用RXl檔測(cè)任意兩腳之間的電阻時(shí)，只有在G-T1之間呈現(xiàn)低阻，正、反向電阻僅幾十歐，而T2-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為無(wú)窮大。這表明，如果測(cè)出某腳和其他兩腳都不通，就肯定是T2極。 ，另外，采用TO—220封裝的雙向晶閘管，T2極通常與小散熱板連通，據(jù)此亦可確定T2極。

2．區(qū)分G極和T1極

(1)找出T2極之后，首先假定剩下兩腳中某一腳為Tl極，另一腳為G極。

(2)把黑表筆接T1極，紅表筆接T2極，電阻為無(wú)窮大。接著用紅表筆尖把T2與G短路，給G極加上負(fù)觸發(fā)信號(hào)，電阻值應(yīng)為十歐左右(參見(jiàn)圖4(a))，證明管子已經(jīng)導(dǎo)通，導(dǎo)通方向?yàn)門1一T2。再將紅表筆尖與G極脫開(kāi)(但仍接T2)，若電阻值保持不變，證明管子在觸發(fā)之后能維持導(dǎo)通狀態(tài)(見(jiàn)圖4(b))。

(3)把紅表筆接T1極，黑表筆接T2極，然后使T2與G短路，給G極加上正觸發(fā)信號(hào)，電阻值仍為十歐左右，與G極脫開(kāi)后若阻值不變，則說(shuō)明管子經(jīng)觸發(fā)后，在T2一T1方向上也能維持導(dǎo)通狀態(tài)，因此具有雙向觸發(fā)性質(zhì)。由此證明上述假定正確。否則是假定與實(shí)際不符，需再作出假定，重復(fù)以上測(cè)量。顯見(jiàn)，在識(shí)別G、T1，的過(guò)程中，也就檢查了雙向晶閘管的觸發(fā)能力。如果按哪種假定去測(cè)量，都不能使雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，證明管于巳損壞。對(duì)于lA的管子，亦可用RXl0檔檢測(cè)，對(duì)于3A及3A以上的管子，應(yīng)選RXl檔，否則難以維持導(dǎo)通狀態(tài)。

典型應(yīng)用

雙向晶閘管可廣泛用于工業(yè)、交通、家用電器等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓、電機(jī)調(diào)速、交流開(kāi)關(guān)、路燈自動(dòng)開(kāi)啟與關(guān)閉、溫度控制、臺(tái)燈調(diào)光、舞臺(tái)調(diào)光等多種功能，它還被用于固態(tài)繼電器(SSR)和固態(tài)接觸器電路中。圖5是由雙向晶閘管構(gòu)成的接近開(kāi)關(guān)電路。R為門極限流電阻，JAG為干式舌簧管。平時(shí)JAG斷開(kāi)，雙向晶閘管TRIAC也關(guān)斷。僅當(dāng)小磁鐵移近時(shí)JAG吸合，使雙向晶閘管導(dǎo)通，將負(fù)載電源接通。由于通過(guò)
干簧管的電流很小，時(shí)間僅幾微秒，所以開(kāi)關(guān)的壽命很長(zhǎng).

圖6是過(guò)零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)的內(nèi)部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過(guò)零觸發(fā)電路、開(kāi)關(guān)電路(包括雙向晶閘管)、保護(hù)電路(RC吸收網(wǎng)絡(luò))。當(dāng)加上輸入信號(hào)VI(一般為高電平)、并且交流負(fù)載電源電壓通過(guò)零點(diǎn)時(shí)，雙向晶閘管被觸發(fā)，將負(fù)載電源接通。固態(tài)繼電器具有驅(qū)動(dòng)功率小、無(wú)觸點(diǎn)、噪音低、抗干擾能力強(qiáng)，吸合、釋放時(shí)間短、壽命長(zhǎng)，能與TTL＼CMOS電路兼容，可取代傳統(tǒng)的電磁繼電器。