雙向可控�是在普通可控硅的基礎上�(fā)展而成�，它不僅能代替兩只反極性并�(lián)的可控硅，而且僅需一個觸�(fā)電路，是比較理想的交�開關器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關之��
IT(AV)--通態(tài)平均電流
VRRM--反向反復峰值電�
IDRM--斷態(tài)重復峰值電�
ITSM--通態(tài)一個周波不反復浪涌電流
VTM--通態(tài)峰值電�
IGT--門極觸�(fā)電流
VGT--門極觸�(fā)電壓
IH--維持電流
dv/dt--斷態(tài)電壓臨界上升�
di/dt--通態(tài)電流臨界上升�
Rthjc--結殼熱阻
VISO--模塊絕緣電壓
Tjm--額定結溫
VDRM--通態(tài)反復峰值電�
IRRM--反向重復峰值電�
IF(AV)--正向平均電流
可控硅的檢測 1.單向可控硅的檢測 萬用表選用電阻R×1檔，用紅黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀�(shù)為數(shù)十歐姆的一對引�，此時黑筆接的引腳為控制極G，紅筆接的引腳為陰極K，另一空腳為陽極A。此時將黑表筆接已判斷了的陽極A，紅表筆仍接陰極K。此時萬用表指針應不�。用短接線瞬間短接陽極A和控制極G，此時萬用表指針應向右偏�，阻值讀�(shù)�10歐姆左右。如陽極A接黑表筆，陰極K接紅表筆�，萬用表指針�(fā)生偏�，說明該單向可控硅已擊穿損壞� 2.雙向可控硅的檢測 用萬用表電阻R×1�，用紅黑兩表筆分別測任意兩引腳正反向電阻，結果其中兩組讀�(shù)為無窮大。若一組為�(shù)十歐姆時，該組紅黑表筆所接的兩引腳為陽極A1和控制極G，另一空腳即為第二陽極A2。確定A、G極后，再仔細測量A1、G極間正反向電阻，讀�(shù)相對較小的那次測量的黑表筆所接的引腳為陽極A1，紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定了的第二陽極A2，紅表筆接陽極A1，此時萬用表指針應不�(fā)生偏�，阻值為無窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短�，給G極加上正向觸�(fā)電壓，A2、A1間阻值約�10歐姆左右。隨后斷開A2、G極短接線，萬用表讀�(shù)應保�10歐姆左右?；Q紅黑表筆接線，紅表筆接第二陽極A2，黑表筆接陽極A1。同樣萬用表指針應不�(fā)生偏�，阻值為無窮�。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接，給G極加上負向的觸發(fā)電壓，A1、A2間阻值也�10歐姆左右。隨后斷開A2、G極間短接線，萬用表讀�(shù)應不�，保�10歐姆左右。符合以上規(guī)�，說明被測雙向可控硅管未損壞且三個引腳極性判斷正�� 檢測較大功率可控硅管是地，需要在萬用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電�，以提高觸發(fā)電壓�
引言
1958�，從美國通用電氣公司研制成功個工�(yè)用可控硅開始，電能的變換和控制從旋轉的變流機組、靜止的離子變流器進入以電力半導體器件組成的變流器時代?？煽毓璺謫蜗蚩煽毓枧c雙向可控�。單向可控硅一般用于彩電的過流、過壓保護電�。雙向可控硅一般用于交流調節(jié)電路，如調光臺燈及全自動洗衣機中的交流電源控��
雙向可控硅是在普通可控硅的基礎上�(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并�(lián)的可控硅，而且僅需一個觸�(fā)電路，是目前比較理想的交流開關器�，一直為家電行業(yè)中主要的功率控制器件。近幾年，隨著半導體技術的�(fā)展，大功率雙向可控硅不斷涌現(xiàn)，并廣泛應用在變�、變頻領�，可控硅應用技術日益成熟。本文主要探討廣泛應用于家電行業(yè)的雙向可控硅的設計及應用�
雙向可控硅特�
雙向可控硅可被認為是一對反并聯(lián)連接的普通可控硅的集成，工作原理與普通單向可控硅相同。圖1為雙向可控硅的基本結構及其等效電�，它有兩個主電極T1和T2，一個門極G，門極使器件在主電極的正反兩個方向均可觸�(fā)導�，所以雙向可控硅在第1和第3象限有對稱的伏安特性。雙向可控硅門極加�、負觸發(fā)脈沖都能使管子觸�(fā)導通，因此有四種觸�(fā)方式�
�1 雙向可控硅結構及等效電路
雙向可控硅應�
為正常使用雙向可控硅，需定量掌握其主要參�(shù)，對雙向可控硅進行適當選用并采取相應措施以達到各參�(shù)的要��
耐壓級別的選擇：通常把VDRM（斷�(tài)重復峰值電壓）和VRRM（反向重復峰值電壓）中較小的值標作該器件的額定電�。選用時，額定電壓應為正常工作峰值電壓的2~3�，作為允許的操作過電壓裕量�
電流的確定：由于雙向可控硅通常用在交流電路�，因此不用平均值而用有效值來表示它的額定電流�。由于可控硅的過載能力比一般電磁器件小，因而一般家電中選用可控硅的電流值為實際工作電流值的2~3�。同�，可控硅承受斷態(tài)重復峰值電壓VDRM和反向重復峰值電壓VRRM時的峰值電流應小于器件�(guī)定的IDRM和IRRM�
通態(tài)（峰值）電壓VTM的選擇：它是可控硅通以�(guī)定倍數(shù)額定電流時的瞬態(tài)峰值壓�。為減少可控硅的熱損耗，應盡可能選擇VTM小的可控��
維持電流：IH是維持可控硅維持通態(tài)所必需的最小主電流，它與結溫有�，結溫越高，則IH越小�
電壓上升率的抵制：dv/dt指的是在關斷狀�(tài)下電壓的上升斜率，這是防止誤觸�(fā)的一個關鍵參�(shù)。此值超限將可能導致可控硅出�(xiàn)誤導通的�(xiàn)�。由于可控硅的制造工藝決定了A2與G之間會存在寄生電�，如�2所�。我們知道dv/dt的變化在電容的兩端會出現(xiàn)等效電流，這個電流就會成為Ig，也就是出現(xiàn)了觸�(fā)電流，導致誤觸發(fā)�
�2 雙向可控硅等效示意圖
切換電壓上升率dVCOM/dt。驅動高電抗性的負載�，負載電壓和電流的波形間通常�(fā)生實質性的相位移動。當負載電流過零時雙向可控硅�(fā)生切�，由于相位差電壓并不為零。這時雙向可控硅須立即阻斷該電�。產生的切換電壓上升率（dVCOM/dt）若超過允許值，會迫使雙向可控硅回復導通狀�(tài)，因為載流子沒有充分的時間自結上撤出，如�3所��
�3 切換時的電流及電壓變�
高dVCOM/dt承受能力受二個條件影響：
dICOM/dt—切換時負載電流下降率。dICOM/dt�，則dVCOM/dt承受能力下降�
結面溫度Tj越高，dVCOM/dt承受能力越下�。假如雙向可控硅的dVCOM/dt的允許值有可能被超�，為避免�(fā)生假觸發(fā)，可在T1 和T2 間裝置RC緩沖電路，以此限制電壓上升率。通常選用47~100Ω的能承受浪涌電流的碳膜電��0.01μF~0.47μF的電�，晶閘管關斷過程中主電流過零反向后迅速由反向峰值恢復至零電流，此過程可在元件兩端產生達正常工作峰值電�5-6倍的尖峰電壓。一般建議在盡可能靠近元件本身的地方接上阻容吸收回路�
斷開狀�(tài)下電壓變化率dvD/dt。若截止的雙向可控硅上（或門極靈敏的閘流管）作用很高的電壓變化率，盡管不超過VDRM，電容性內部電流能產生足夠大的門極電流，并觸�(fā)器件導�。門極靈敏度隨溫度而升高。假如發(fā)生這樣的問�，T1 和T2 間（或陽極和陰極間）應該加上RC 緩沖電路，以限制dvD/dt�
電流上升率的抑制：電流上升率的影響主要表�(xiàn)在以下兩個方面：
?、賒IT/dt（導通時的電流上升率）—當雙向可控硅或閘流管在門極電流觸�(fā)下導�，門極臨近處立即導�，然后迅速擴展至整個有效面積。這遲后的時間有一個極�，即負載電流上升率的許可值。過高的dIT/dt可能導致局部燒毀，并使T1-T2 短路。假如過程中限制dIT/dt到一較低的�，雙向可控硅可能可以幸存。因�，假如雙向可控硅的VDRM在嚴重的、異常的電源瞬間過程中有可能被超出或導通時的dIT/dt有可能被超出，可在負載上串聯(lián)一個幾μH的不飽和（空心）電感�
?、赿ICOM/dt (切換電流變化�) —導致高dICOM/dt值的因素�:高負載電流、高電網(wǎng)頻率（假設正弦波電流）或者非正弦波負載電�,它們引起的切換電流變化率超出的允許�，使雙向可控硅甚至不能支�50Hz 波形由零上升時不大的dV/dt，加入一幾mH的電感和負載串聯(lián)，可以限制dICOM/dt�
·為了解決高dv/dt及di/dt引起的問�，還可以使用Hi-Com 雙向可控�，它和傳�(tǒng)的雙向可控硅的內部結構有差別。差別之一是內部的二個“閘流管”分隔得更好，減少了互相的影響。這帶來下列好處：
?、俑遜VCOM/dt。能控制電抗性負�，在很多場合下不需要緩沖電�，保證無故障切換。這降低了元器件數(shù)�、底板尺寸和成本，還免去了緩沖電路的功率耗散�
?、诟遜ICOM/dt。切換高頻電流或非正弦波電流的性能大為改善，而不需要在負載上串�(lián)電感，以限制dICOM/dt�
?、鄹遜vD/dt（斷開狀�(tài)下電壓變化率）。雙向可控硅在高溫下更為靈敏。高溫下，處于截止狀�(tài)�，容易因高dV/dt下的假觸�(fā)而導通。Hi-Com雙向可控硅減少了這種傾向。從而可以用在高溫電�，控制電阻性負�，例如廚房和取暖電器，而傳�(tǒng)的雙向可控硅則不能用�
門極參�(shù)的選用：
門極觸�(fā)電流—為了使可控硅可靠觸�(fā)，觸�(fā)電流Igt選擇25度時max值的α倍，α為門極觸�(fā)電流—結溫特性系�(shù)，查�(shù)�(jù)手冊可得，取特性曲線中工作溫度時的系數(shù)。若對器件工作環(huán)境溫度無特殊需要，通常α取大�1.5倍即��
門極壓降—可以選擇Vgt 25度時max值的β�。β為門極觸�(fā)電壓—結溫特性系�(shù)，查�(shù)�(jù)手冊可得，取特性曲線中工作溫度時的系數(shù)。若對器件工作環(huán)境溫度無特殊需�，通常β�1~1.2倍即��
觸發(fā)電阻—Rg=（Vcc-Vgt�/Igt
觸發(fā)脈沖寬度—為了導通閘流管（或雙向可控硅），除了要門極電流≧IGT ，還要使負載電流達到≧IL（擎住電流），并按可能遇到的溫度考慮。因�，可�25度下可靠觸發(fā)可控硅的脈沖寬度Tgw�2倍以��
在電子噪聲充斥的�(huán)境中，若干擾電壓超過觸發(fā)電壓VGT，并有足夠的門極電流，就會�(fā)生假觸發(fā)，導致雙向可控硅切換。條防線是降低臨近空間的雜波。門極接線越短越�，并確保門極驅動電路的共用返回線直接連接到TI 管腳（對閘流管是陰極）。若門極接線是硬線，可采用螺旋雙線，或干脆用屏蔽線，這些必要的措施都是為了降低雜波的吸收。為增加對電子噪聲的抵抗�，可在門極和T1 之間串入1kΩ或更小的電阻，以此降低門極的靈敏�。假如已采用高頻旁路電容，建議在該電容和門極間加入電阻，以降低通過門極的電容電流的峰�，減少雙向可控硅門極區(qū)域為過電流燒毀的可��
結溫Tj的控制：為了長期可靠工作，應保證Rth j-a 足夠�，維持Tj不高�80[%]Tjmax ,其值相應于可能的環(huán)境溫��
雙向可控硅的安裝
對負載小，或電流持續(xù)時間短（小于1 秒鐘）的雙向可控�，可在自由空間工作。但大部分情況下，需要安裝在散熱器或散熱的支架上，為了減小熱�，可控硅與散熱器間要涂上導熱硅脂�
雙向可控硅固定到散熱器的主要方法有三�，夾子壓�、螺栓固定和鉚接。前二種方法的安裝工具很容易取得。很多場合下，鉚接不是一種推薦的方法，本文不做介紹�
夾子壓接
這是推薦的方�，熱阻最�。夾子對器件的塑封施加壓�。這同樣適用于非絕緣封裝（SOT82 和SOT78 � 和絕緣封裝（ SOT186 F-pack 和更新的SOT186A X-pack�。注�，SOT78 就是TO220AB�
螺栓固定
SOT78 組件帶有M3 成套安裝零件，包括矩形墊圈，墊圈放在螺栓頭和接頭片之�。應該不對器件的塑料體施加任何力��
安裝過程�，螺絲刀決不能對器件塑料體施加任何力��
和接頭片接觸的散熱器表面應處理，保證平坦�10mm上允許偏�0.02mm�
安裝力矩（帶墊圈）應�0.55Nm �0.8Nm 之間�
應避免使用自攻絲螺釘，因為擠壓可能導致安裝孔周圍的隆起，影響器件和散熱器之間的熱接觸。安裝力矩無法控制，也是這種安裝方法的缺��
器件應首先機械固定，然后焊接引線。這可減少引線的不適當應力�
結語
在可控硅設計�，選用合適的參數(shù)以及與之相對應的軟硬件設�，用可控硅構成的變流裝置具有節(jié)約能源、成本低廉等特點，目前在工業(yè)中得到飛速的�(fā)展�
0 引言 雙向可控硅（TRIAC）在控制交流電源控制領域的運用非常廣�，如我們的日光燈調光電路、交流電機轉速控制電路等都主要是利用雙向可控硅可以雙向觸�(fā)導通的特點來控制交流供電電源的導通相位角，從而達到控制供電電流的大小[1]。然而對其工作原理和結構的描�，以我們可以查悉的資料都只是很淺顯地提�，大部分都是對它的外圍電路的應用和工作方�、參�(shù)的選擇等等做了比較多的描�，更進一步的--哪怕是內部方框電路--內容也很難找�� 由于可控硅所有的電子部件是集成在同一硅源之上，我們根本是不可能通過采用類似機械的拆卸手段來觀察其內部結構。為了深入了解和運用可控�，依�(jù)�(xiàn)有可查資料所給P型和N型半導體的分布圖，采用分離元器件--三極管、電阻和電容--來設計一款電�，使該電路在PN的連接、分布和履行的功能上完全與雙向可控硅類似，從而通過該電路來達到深入解析可控硅和設計實際運用電路的目�� 1 雙向可控硅工作原理與特點 從理論上來講，雙向可控硅可以說是有兩個反向并列的單向可控硅組成，理解單向可控硅的工作原理是理解雙向可控硅工作原理的基礎[2-5]� 1.1單向可控� 單向可控硅也叫晶閘管，其組成結構圖如�1-a所�，可以分割成四個硅區(qū)P、N、P、N和A、K、G三個接線極。把圖一按圖1-b 所示切成兩�，就很容易理解成如圖1-c所示由一個PNP三極管和一個NPN三極管為主組成一個單向可控硅��
在圖1-c的基礎上接通電源控制電路如�2所�，當陽極-陰極（A-K）接上正向電壓V�，只要柵極G接通觸�(fā)電源Vg，三極管Q2就會正向導�，開通瞬間Q1只是類似于接在Q1集電極的一個負載與電源正極接通，隨后Q1也在Q2的拉電流下導�，此時由于C被充�，即便斷開G極的觸發(fā)電源 Vg，Q1和Q2在相互作用下仍能維持導通狀�(tài)，只有當電源電壓V變得相當小之后Q1和Q2才會再次截止�
1.2 雙向可控�
相比于單向可控硅，雙向可控硅在原理上的區(qū)別就是能雙向導通，不再有陽極陰極之�，取而代之以T1和T2，其結構示意圖如�3-a所�，如果不考慮G級的不同，把它分割成�3-b所�，可以看出相當于兩個單向可控硅反向并聯(lián)而成[1-2]，如�3-c所示連接�
當T1與T2之間接通電源后，給G極正向觸�(fā)信號（相對于T1、T2所接電源負極而言�，其工作原理如前面單向可控硅完全相同。當G極接負觸�(fā)信號時，其工作過原理如圖4所�，此時Q3的基極B和發(fā)射極E處于正偏電壓而致使Q3導通，繼而Q1導通給電容C充電后致Q2導通并保持導通狀�(tài)�
1.3 雙向可控硅的主要特點
雙向可控硅的英文簡稱TRIC是英文Triad AC semiconductor switch的縮寫，其意思是三端交流半導體開�，目前主要用于對交流電源的控�，主要特點表�(xiàn)在能在四個象限來使可控硅觸發(fā)導通和保持導�，直到所接電源撤出或反向[6][7]�
象限是T2接電源V的正極T1接電源V的負�，G觸發(fā)信號Vg的正�
第二象限是T2接電源V的正極T1接電源V的負極，G觸發(fā)信號Vg的負�
第三、四象限是T1接電源V的正極T2接電源V的負�，G觸發(fā)信號分別接Vg的正、負極�
2 類雙向可控硅電路設計
在理解了前面所述雙向可控硅的內部結構和工作原理之后，依�(jù)其內部結構采用我們熟悉的晶體管來設計一種類似有雙向可控硅工作的雙向可觸�(fā)電路。如�5所示，電路采用�7個三極管和幾個電阻組�。把�5電路中PN結的結構按圖6所示結構圖描出，與�3-a、b比較很是相似。在�5所示電路中，內部電流在外界所接電源的極性不同而有兩種流向，如It12 和It21所�，It12流向是從P2流入經N2-P1-N1流出，It21從P1流入經N2-P2-N32流出；G極觸�(fā)電流Ig+由P2流入或Ig- 從N31流出。下面是所設計電路在四個象限的觸發(fā)導通工作過��
2.1 T2接電源Vt21正極，T1接通電源Vt21�
此時當G極接Vg+為正電壓� Q4、Q5、Q6、Q7處于反向截止，Q1的B極和E極之間無正偏壓也處于截止狀�(tài)，Vg+由P2輸入后經R3使Q2的B極和E極之間產生正偏電壓而導�，從而促使Q3導�，這時即使撤出Vg+，在電容C1的的作用�，Q2、Q3也仍然能處于導通狀�(tài)，只有當Vt21先反向或撤除才重回截�。當G極接 Vg為負，Q4、Q5、Q6、Q7同樣處于反向截止狀�(tài)，Q1的B極和E極之間因Vg產生正偏電壓而導�，從而使Q3、Q2導通并得以保持導通狀�(tài)�
2.2 T1接電源Vt12正極，T2接通負電源Vt12的負�
此時G極接Vg為正� Q1因B極和E極之間處于反向偏壓而截�，Q3處于反向截止，Q2因B極和E極之間處于正向偏壓導通而導致Q4、Q7的導�，從而Q6、Q7導通并保持導通狀�(tài)，只有當Vt12先反向或撤除才重回截歀當G極接Vg為負，Q1、Q2、Q3和Q4處于反向截止� Q5的B極和E極之間因Vg而處于正偏導�，從而使Q6導�，繼而Q7、Q6導通并得以保持導通狀�(tài)�
3 電路制作與實驗驗�
為了驗證所設計電路，采用比較常用的NPN三級管S8050和PNP三極管S8550來設計制作實際的測試電路�(PCB)，如�5所�。圖6 中所標識的T2、T1和G與圖5所示的相同，也類似于雙向可控硅的T2、T1和G三個接線極。利用該模塊電路串入負載接通正或負的直流電源和觸發(fā)信號來測�，所得結果如�7所�，在正或負觸�(fā)信號接入前電流表上的指示�0，當正或負觸�(fā)信號接通并撤離后電流表指示依然保持原來的電流�。該實驗表明該電路在正負電源供電情況下能雙向觸發(fā)導��
該模塊電路在接通交流電源和脈沖控制信號時，其測驗結果如�8所�。示波器探針1接觸�(fā)信號，探�2接模塊電路的兩端T1-T2之間的電�。在觸發(fā)信號�0�，T1-T2之間的電壓等于電源電壓�，表明該電路沒有導通，當觸�(fā)信號脈沖到來�，T1-T2兩端的電壓值為0，表明模塊電路已經導��
4 結束�
在詳細解讀了雙向可控硅的內部結構和工作原理的基礎之上，設計了一款以7個三極管為主要元器件和電阻電容可以被雙向觸發(fā)的控制電�。利用常用的對管S8050和S8550制作出實驗電路驗證了該電路的正確�。在今后具體運用過程中可以通過對此電路的相關器件做適當調整來滿足具體的需求和設計要求。同�，利用所設計的電路形象具體地解釋了雙向可控硅的工作原理與過程�
維庫電子�，電子知識，一查百��
已收錄詞�153979�
