雙向可控硅為什么稱為“TRIAC”?三端:TRIode(取前三個字母)交流半導(dǎo)體開關(guān):ACsemiconductorswitch(取前兩個字母)以上兩組名詞組合成“TRIAC”中文譯意“三端雙向可控硅開關(guān)”。
“雙向可控硅”:是在普通可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的,它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的可控硅,而且僅需一個觸發(fā)電路,是比較理想的交流開關(guān)器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關(guān)之意。
三端雙向可控硅 由此可見“TRIAC”是雙向可控硅的統(tǒng)稱。
雙 向:Bi-directional(取第一個字母)
控 制:Controlled(取第一個字母)
整流器:Rectifier(取第一個字母)
再由這三組英文名詞的首個字母組合而成:“BCR”中文譯意:雙向可控硅。以“BCR”來命名雙向可控硅的典型廠家如日本三菱,如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM等等。
雙 向:Bi-directional(取第一個字母)
三 端:Triode(取第一個字母)
由以上兩組單詞組合成“BT”,也是對雙向可控硅產(chǎn)品的型號命名,典型的生產(chǎn)商如:意法ST公司、荷蘭飛利浦-Philips公司,均以此來命名雙向可控硅。
代表型號如:PHILIPS的BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、等等。這些都是四象限/非絕緣型/雙向可控硅;
Philips公司的產(chǎn)品型號前綴為“BTA”字頭的,通常是指三象限的雙向可控硅。
而意法ST公司,則以“BT”字母為前綴來命名元件的型號并且在“BT”后加“A”或“B”來表示絕緣與非絕緣組合成:“BTA”、“BTB”系列的雙向可控硅型號,如:
三象限/絕緣型/雙向可控硅:BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600B等等;
四象限/非絕緣/雙向可控硅:BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B等等;
ST公司所有產(chǎn)品型號的后綴字母(型號最后一個字母)帶“W”的,均為“三象限雙向可控硅”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”;代表型號如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW等。
至于型號后綴字母的觸發(fā)電流,各個廠家的代表含義如下:PHILIPS公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F(xiàn)=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA,
型號沒有后綴字母之觸發(fā)電流,通常為25-35mA;
PHILIPS公司的觸發(fā)電流代表字母沒有統(tǒng)一的定義,以產(chǎn)品的封裝不同而不同。
意法ST公司:TW=5mA,SW=10mA,CW=35mA,BW=50mA,C=25mA,B=50mA,H=15mA,T=15mA,注意:以上觸發(fā)電流均有一個上下起始誤差范圍,產(chǎn)品PDF文件中均有詳細(xì)說明
一般分為最小值/典型值/最大值,而非“=”一個參數(shù)值。
雙向可控硅可被認(rèn)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。雙向可控硅有兩個主電極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發(fā)導(dǎo)通,所以雙向可控硅在第1和第3象限有對稱的伏安特性。雙向可控硅門極加正、負(fù)觸發(fā)脈沖都能使管子觸發(fā)導(dǎo)通,因此有四種觸發(fā)方式。雙向可控硅應(yīng)用為正常使用雙向可控硅,需定量掌握其主要參數(shù),對雙向可控硅進(jìn)行適當(dāng)選用并采取相應(yīng)措施以達(dá)到各參數(shù)的要求。 [1]
·耐壓級別的選擇: 通常把VDRM(斷態(tài)重復(fù)峰值電壓)和 VR R M(反向重復(fù)峰值電壓)中較小的值標(biāo)作該器件的額定電壓。 選用時,額定電壓應(yīng)為正常工作峰值電壓的2~3倍,作為允許的操作過電壓裕量。 [1]
·電流的確定: 由于雙向可控硅通常用在交流電路中,因此不用平均值而用有效值來表示它的額定電流值。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倍。 同時, 可控硅承受斷態(tài)重復(fù)峰值電壓VD R M 和反向重復(fù)峰值電壓 V R R M 時的峰值電流應(yīng)小于器件規(guī)定的IDRM 和 IRRM。 [1]
·通態(tài)(峰值)電壓 VT M 的選擇: 它是可控硅通以規(guī)定倍數(shù)額定電流時的瞬態(tài)峰值壓降。為減少可控硅的熱損耗,應(yīng)盡可能選擇VT M 小的可控硅。 [1]
·維持電流: IH 是維持可控硅保持通態(tài)所必需的最小主電流,它與結(jié)溫有關(guān),結(jié)溫越高, 則 IH 越小。 [1]
·電壓上升率的抵制: dv/dt指的是在關(guān)斷狀態(tài)下電壓的上升斜率,這是防止誤觸發(fā)的一個關(guān)鍵參數(shù)。此值超限將可能導(dǎo)致可控硅出現(xiàn)誤導(dǎo)通的現(xiàn)象。由于可控硅的制造工藝決定了 A2 與 G 之間會存在寄生電容。
可控硅有多種分類方法。
(一)按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式分類:可控硅按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通可控硅、雙向可控硅、逆導(dǎo)可控硅、門極關(guān)斷可控硅(GTO)、BTG可控硅、溫控可控硅和光控可控硅等多種。
TY300/TY301可控硅調(diào)壓單元 (二)按引腳和極性分類:可控硅按其引腳和極性可分為二極可控硅、三極可控硅和四極可控硅。
(三)按封裝形式分類:可控硅按其封裝形式可分為金屬封裝可控硅、塑封可控硅和陶瓷封裝可控硅三種類型。其中,金屬封裝可控硅又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種;塑封可控硅又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。
(四)按電流容量分類:可控硅按電流容量可分為大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三種。通常,大功率可控硅多采用金屬殼封裝,而中、小功率可控硅則多采用塑封或陶瓷封裝。
(五)按關(guān)斷速度分類:可控硅按其關(guān)斷速度可分為普通可控硅和高頻(快速)可控硅。
工作原理
1.可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件,共有三個PN結(jié),分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成。
當(dāng)陽極A加上正向電壓時,BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時,如果從控制極G輸入一個正向觸發(fā)信號,BG2便有基流ib2流過,經(jīng)BG2放大,其集電極電流ic2=β2ib2。因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連,所以ib1=ic。
2.此時,電流ic2再經(jīng)BG1放大,于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個電流又流回到BG2的基極,表成正反饋,使ib2不斷增大,如此正向饋循環(huán)的結(jié)果,兩個管子的電流劇增,可控硅使飽和導(dǎo)通。
由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋作用,所以一旦可控硅導(dǎo)通后,即使控制極G的電流消失了,可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài),由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用,沒有關(guān)斷功能,所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。
由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài),所以它具有開關(guān)特性,這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化,條件如下:
A、從關(guān)斷到導(dǎo)通1、陽極電位高于是陰極電位,2、控制極有足夠的正向電壓和電流,兩者缺一不可。
B、維持導(dǎo)通1、陽極電位高于陰極電位,2、陽極電流大于維持電流,兩者缺一不可。
C、從導(dǎo)通到關(guān)斷1、陽極電位低于陰極電位,2、陽極電流小于維持電流,任一條件即可。
觸發(fā)導(dǎo)通
在控制極G上加入正向電壓時因J3正偏,P2區(qū)的空穴時入N2區(qū),N2區(qū)的電子進(jìn)入P2區(qū),形成觸發(fā)電流IGT。在可控硅的內(nèi)部正反饋作用的基礎(chǔ)上,加上IGT的作用,使可控硅提前導(dǎo)通,導(dǎo)致伏安特性O(shè)A段左移,IGT越大,特性左移越快。
測量方法
編輯
帶3伏電池的指針萬用表電阻R*1Ω擋,用紅、黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻,結(jié)果其中兩組讀數(shù)為無窮大。若一組為數(shù)十歐姆時,該組紅、黑表所接的兩引腳為第一陽極A1和控制極G,另一空腳即為第二陽極A2。確定A1、G極后,再仔細(xì)測量A1、G極間正、反向電阻,讀數(shù)相對較小的那次測量的黑表筆所接的引腳為第一陽極A1,紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定的第二陽極A2,紅表筆接第一陽極A1,此時萬用表指針不應(yīng)發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短接,給G極加上正向觸發(fā)電壓,A2、A1間阻值約10歐姆左右。隨后斷開A2、G間短接線,萬用表讀數(shù)應(yīng)保持10歐姆左右。互換紅、黑表筆接線,紅表筆接第二陽極A2,黑表筆接第一陽極A1。同樣萬用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),阻值為無窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接,給G極加上負(fù)的觸發(fā)電壓,A1、A2間的阻值也是10歐姆左右。隨后斷開A2、G極間短接線,萬用表讀數(shù)應(yīng)不變,保持在10歐姆左右。符合以上規(guī)律,說明被測雙向可控硅未損壞且三個引腳極性判斷正確。
檢測較大功率可控硅時,需要在萬用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電池,以提高觸發(fā)電壓。