双向晶闸管原理图

双向晶闸管是基于硅单晶的P1N1P2N2四层三端子器件. 它是在普通晶闸管的基础上开发的交流开关设备. 它的英文名称为TRIAC. 交流开关的含义是在1957年发明的. 双向晶闸管是一种单向导电开关，它可以代替两个并联的可控硅，它们的极性相反，只需要一个触发电路即可. 晶闸管具有开和关两种状态. 外观上的主要区别是: 螺栓，扁平和扁平.

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由于双向晶闸管的特性类似于真空晶闸管，因此在世界范围内通常被称为硅晶闸管. 可控硅整流元件，称为SCR.

图1双向晶闸管的外形图

双向晶闸管属于NPNPN五层器件，三个电极分别为T1，T2和G. 尽管双向可控硅可以看作是两个普通晶闸管的组合，但实际上它是一个由7个晶体管和多个电阻组成的功率集成器件.

＆lt; p＆gt;由于该装置可以双向导电，因此将除栅极G之外的两个电极统称为主端子，并使用T1和T2. 表示它不再分为阳极或阴极. 其特性是，当G极和T2极的电压相对于T1为正时，T2为阳极，T1为阴极. 相反，当G极和T2极的电压相对于T1均为负时，T1成为阳极，T2成为阴极. 由于双向晶闸管具有对称的特性曲线，因此可以在任何方向上导通.

与单向晶闸管相比，双向晶闸管之间的最大区别原则上是它们可以双向导电，并且不再有阳极或阴极. 而是将它们替换为T1和T2. ），如果不考虑G级的差异，将其分为图2（b），可以看出它等效于两个反向并联形成的单向晶闸管，如图2（c）所示

图2双向晶闸管结构

TRIAC是三端子设备，其三个端子为T1（第二端子或第二阳极），T2（第一端子或第一阳极）和G（控制极）也是栅极控制开关，与SCR的最大不同之处TRIAC可以导通，而与正向或反向电压无关. 其符号结构和外观如下图3所示. 因为它是双向元件，所以无论T1和T2的电压极性如何，如果将信号添加到栅极，T1和T2都处于导通状态；否则，将添加一个栅极触发信号，在T1和T2高阻抗之间存在一个极点.

（a）符号（b）构造

图3 TRIAC

由于TRIAC是受控制极控制的双向晶闸管，因此控制极电压VG极性和阳极电压VT1T2的四种组合如下:

（1）. VT1T2为正，VG为正.

（2）. VT1T2为正，VG为负.

（3）. VT1T2为负，VG为正.

（4）. VT1T2为负，VG为负.

通常最好在对称情况下使用（1和4或2和3），这样，正负半周期可以获得对称结果，最方便的控制方法是控制状态1和4，因为控制极信号与VT1T2极性相同.

图4双向可控硅的V-I特性曲线

上图4显示了TRIAC的VI特性曲线. 将该图与SCR的VI特性曲线进行比较，可以看出TRIAC的特性曲线与SCR相似，但是TRIAC的正负电压可以导通，因此第三象限的曲线类似于因此，可控硅可以看作是双向可控硅反相并联时两个SCR的T1-T2的击穿电压. 还可以看到，正负半个周期的电压可以使TRIAC导通. TRIAC截止的方法与SCR相同，即，尝试减小两个阳极之间的电流以使电流保持在TRIAC截止以下关闭.

TRIAC相位控制与SCR非常相似. 它可以由直流信号，交流相位信号和脉冲信号触发. 区别在于V T1-T2负电压仍然可以触发TRIAC. 双向可控硅可以双向引导，可以在正负半个周期内触发，并且可以用于全波功率控制. 因此，除了可控硅的优点外，可控硅更方便用于交流电源控制.

图5（a）是TRIAC相位控制电路，只有适当调节RC时间常数才能改变其激励角；当激励角度为30度时，图5（b）和5（c）为VT1-. T2的电压波形和负载（可控硅可控制的负载）通常比SCR小得多，一般来讲，低于600V和40A.

（a）

（b）AC两端的电压波形

（c）负载两端的电压波形

图5 TRIAC相位控制电路

下面介绍使用万用表RXl文件判断双向晶闸管电极并检查触发能力的方法.

1. 确定T2极点

从图6中可以看出，G极靠近T1极，而远离T2极. 因此，G和T1之间的正向和反向电阻很小. 当使用RXl文件测量任意两个引脚之间的电阻时，只有低电阻出现在G-T1之间，正向和反向电阻仅为几十欧姆，而T2-G和T2-T1之间的正向和反向电阻为无限的. 这表明，如果确定一只脚未与另一只脚相连双向可控硅开关电路，则肯定是T2极. 此外，对于采用TO-220封装的双向晶闸管，通常将T2极连接到小型散热器，并且也可以基于此确定T2极.

2. 区分G极和T1极

（1）找到T2极后，首先假定其余两个引脚之一是T1极，另一个是G极.

（2）将黑色测试导线连接到T1极，将红色测试导线连接到T2极. 阻力是无限的. 然后使用红色仪表的尖端使T2和G短路，向G极添加一个负触发信号，并且电阻值应约为10欧姆（请参见图6（a）），证明该管已经导通，传导方向为T1-T2. 然后从G极断开红色仪表的尖端（但仍连接到T2）. 如果电阻值保持不变，则表明电子管被触发后可以保持导通状态（见图6（b））.

图6用万用表判断双向晶闸管电极

双向晶闸管是一个P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结. 分析原理时，可以认为是由PNP管和NPN管组成.

图7双向晶闸管等效图

当向阳极A施加正向电压时，BG1和BG2管处于放大状态. 此时，如果从控制电极G输入正的触发信号，则基极电流ib2流过BG2，在被BG2放大后，其集电极电流ic2 ＝β2ib2. 因为BG2的集电极直接连接到BG1的基极，所以ib1 = ic.

这时，电流ic2再次被BG1放大，因此BG1的集电极电流ic1 =β1ib1=β1β2ib2. 该电流流回BG2的基极，代表正反馈，导致ib2继续增加. 正反馈周期的结果是，两个管的电流急剧增加，晶闸管导通饱和.

由于BG1和BG2形成正反馈功能，一旦晶闸管导通，即使控制电极G的电流消失，晶闸管仍可以保持导通状态. 由于触发信号仅用作触发，因此没有中断功能，因此该晶闸管是不可逆的.

由于晶闸管只有两种工作状态导通和截止，因此它具有开关特性. 此特性需要转换某些条件. 条件如下:

表1 SCR开启和关闭状态的过渡条件

1，TRIAC:

三个结尾: TRIode（取前三个字母）；

交流半导体开关: 交流半导体开关（取前两个字母）.

以上两组名词组合成“ TRIAC”，将其翻译为中文“ TRIAC”. 这表明“ TRIAC”是双向晶闸管的总称.

2，BCR:

双向: 双向（以首字母开头）；

控制: 受控（取第一个字母）；

整流器: 整流器（采用第一个字母）.

这是这三组英语名词的首字母: “ BCR”，在中文中表示“双向晶闸管”. 名为“ BCR”的双向晶闸管的典型制造商，例如日本三菱，例如: BCR1AM-12，BCR8KM，BCR08AM等.

3，BT:

双向: 双向（以首字母开头）；

三个目的: 三极管（取第一个字母）.

以上两组单词组合为“ BT”，也可以命名双向晶闸管产品的模型. 典型的制造商双向可控硅开关电路，例如荷兰的意法半导体（STMicroelectronics）和飞利浦（Philips-Philips），都使用此名称来命名双向. 晶闸管. 代表型号，例如: PHILIPS BT131-600D，BT134-600E，BT136-600E，BT138-600E，BT139-600E等. 它们是四象限/非绝缘/双向晶闸管.

图8双向可控硅有不同的命名方法

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