双向可控硅的原理,二三极管原理

尽管从形式上可将双向可控硅瞧成两只普通可控硅的组合,但实际上它就是由7只晶体管与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,外形如图l所示。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。双向可控硅的主要参数见附表。

双向可控硅的结构与符号见图2。它属于NPNPN五层器件,三个电极分别就是T1、T2、G。因该器件可以双向导通,故除门极G以外的两个电极统称为主端子,用T1、T2。表示,不再划分成阳极或阴极。其特点就是,当G极与T2极相对于T1,的电压均为正时,T2就是阳极,T1就是阴极。反之,当G极与T2 极相对于T1的电压均为负时,T1变成阳极,T2为阴极。双向可控硅的伏安特性见图3,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。检测方法

下面介绍利用万用表RXl档判定双向可控硅电极的方法,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。因此,G—T1之间的正、反向电阻都很小。在肦Xl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,如果测出某脚与其她两脚都不通,就肯定就是T2极。,另外,采用TO—220封装的双向可控硅,T2极通常与小散热板连通,据此亦可确定T2极。

2.区分G极与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。否则就是假定与实际不符,需再作出假定,重复以上测量。显见,在识别G、T1,的过程中,也就检查了双向可控硅的触发能力。如果按哪种假定去测量,都不能使双向可控硅触发导通,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

双向可控硅可广泛用于工业、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)与固态接触器电路中。图5就是由双向可控硅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,双向可控硅TRIAC也关断。仅当小磁铁移近时JAG吸合,使双向可控硅导通,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就是过零触发型交流固态继电器(AC-SSR)的内部电路。主要包括输入电路、光电耦合器、过零触发电路、开关电路(包括双向可控硅)、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,双向可控硅被触发,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。

双向可控硅的原理

TRIAC的特性

什么就是双向可控硅:IAC(TRI-ELECTRODE AC SWITCH)为三极交流开关,亦称为双向晶闸管或双向可控硅。TRIAC为三端元件,其三端分别为T1(第二端子或第二阳极),T 2(第一端子或第一阳极)与G(控制极)亦为一闸极控制开关,与SCR最大的不同点在于TRIAC无论于正向或反向电压时皆可导通,其符号构造及外型,如图1所示。因为它就是双向元件,所以不管T1 ,T2的电压极性如何,若闸极有信号加入时,则T1 ,T2间呈导通状态;反之,加闸极触发信号,则T1 ,T2

间有极高的阻抗。ab126计算公式大全

(a)符号(b)构造

图1 TRIAC

二、TRIAC的触发特性: 838电子

由于TRIAC为控制极控制的双向可控硅,控制极电压V G极性与阳极间之电压V T1T2四种组合分别如下:

(1)、V T1T2为正, V G为正。

(2)、V T1T2为正, V G为负。

(3)、V T1T2为负, V G为正。

(4)、V T1T2为负, V G为负。

一般最好使用在对称情况下(1与4或2与3),以使正负半周能得到对称的结果,最方便的控制方法则为1与4之控制状态,因为控制极信号与V T1T2同极性。

图2 TRIAC之V-I特性曲线

如图2所示为TRIAC之V-I特性曲线,将此图与SCR之VI特性曲线比较,可瞧

出TRIAC的特性曲线与SCR类似,只就是TRIAC正负电压均能导通,所以第三象限之曲线与第一象限之曲线类似,故TRIAC可视为两个SCR反相并联TRIAC 之T1-T2的崩溃电压亦不同,亦可瞧出正负半周的电压皆可以使TRIAC导通,一般使TRIAC截止的方法与SCR相同,即设法降低两阳极间之电流到保持电流以下TRIAC即截止。

三、TRIAC之触发:

TRIAC的相位控制与SCR很类似,可用直流信号,交流相位信号与脉波信号来触发,所不同者就是V T1-T2负电压时,仍可触发TRIAC。

四、TRIAC的相位控制:

TRIAC的相位控制与SCR很类似,但因TRIAC能双向导通之故,在正负半周均能触发、可作为全波功率控制之用,因此TRIAC除具有SCR的优点,更方便于交流功率控制,图3(a)为TRIAC相位控制电路,只适当的调整RC时间常数即可改变它的激发角,图3(b),(c)分别就是激发角为30度时的VT1-T2及负载的电压波形,一般TRIAC所能控制的负载远比SCR小,大体上而言约在600V,40A 以下。

(A)

(B)AC两端电压波形(C)两端电压波形

五、触发装置:

TRIAC之触发电路与SCR类似,可以用RC电路配合UJT、PUT、DIAC等