雙向可控硅結構原理及應用

普通晶閘管(VS)實質上屬于直流控制器件。要控制交流負載，必須將兩只晶閘管反極性并聯，讓每只SCR控制一個半波，為此需兩套獨立的觸發電路，使用不夠方便。

雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎上發展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯的晶閘管，而且僅需一個觸發電路，是目前比較理想的交流開關器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關之意。

構造原理

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，但實際上它是由7只晶體管和多只電阻構成的功率集成器件。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見附表。

雙向晶閘管的結構與符號見圖2。它屬于NPNPN五層器件，三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向導通，故除門極G以外的兩個電極統稱為主端子，用T1、T2。表示，不再劃分成陽極或陰極。其特點是，當G極和T2極相對于T1，的電壓均為正時，T2是陽極，T1是陰極。反之，當G極和T2極相對于T1的電壓均為負時，T1變成陽極，T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見圖3，由于正、反向特性曲線具有對稱性，所以它可在任何一個方向導通。

檢測方法

下面介紹利用萬用表RXl檔判定雙向晶閘管電極的方法，同時還檢查觸發能力。

1.判定T2極

由圖2可見，G極與T1極靠近，距T2極較遠。因此，G—T1之間的正、反向電阻都很小。在用RXl檔測任意兩腳之間的電阻時，只有在G-T1之間呈現低阻，正、反向電阻僅幾十歐，而T2-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為無窮大。這表明，如果測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，據此亦可確定T2極。

2．區分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，電阻為無窮大。接著用紅表筆尖把T2與G短路，給G極加上負觸發信號，電阻值應為十歐左右(參見圖4(a))，證明管子已經導通，導通方向為T1一T2。再將紅表筆尖與G極脫開(但仍接T2)，若電阻值保持不變，證明管子在觸發之后能維持導通狀態(見圖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極加上正觸發信號，電阻值仍為十歐左右，與G極脫開后若阻值不變，則說明管子經觸發后，在T2一T1方向上也能維持導通狀態，因此具有雙向觸發性質。由此證明上述假定正確。否則是假定與實際不符，需再作出假定，重復以上測量。顯見，在識別G、T1，的過程中，也就檢查了雙向晶閘管的觸發能力。如果按哪種假定去測量，都不能使雙向晶閘管觸發導通，證明管于巳損壞。對于lA的管子，亦可用RXl0檔檢測，對于3A及3A以上的管子，應選RXl檔，否則難以維持導通狀態。

典型應用

雙向晶閘管可廣泛用于工業、交通、家用電器等領域，實現交流調壓、電機調速、交流開關、路燈自動開啟與關閉、溫度控制、臺燈調光、舞臺調光等多種功能，它還被用于固態繼電器(SSR)和固態接觸器電路中。圖5是由雙向晶閘管構成的接近開關電路。R為門極限流電阻，JAG為干式舌簧管。平時JAG斷開，雙向晶閘管TRIAC也關斷。僅當小磁鐵移近時JAG吸合，使雙向晶閘管導通，將負載電源接通。由于通過
干簧管的電流很小，時間僅幾微秒，所以開關的壽命很長.

圖6是過零觸發型交流固態繼電器(AC-SSR)的內部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發電路、開關電路(包括雙向晶閘管)、保護電路(RC吸收網絡)。當加上輸入信號VI(一般為高電平)、并且交流負載電源電壓通過零點時，雙向晶閘管被觸發，將負載電源接通。固態繼電器具有驅動功率小、無觸點、噪音低、抗干擾能力強，吸合、釋放時間短、壽命長，能與TTL＼CMOS電路兼容，可取代傳統的電磁繼電器。