什么是双向可控硅？工作原理及其测量方法简介

双向可控硅为什么称为“TRIAC”?三端：TRIode(取前三个字母)交流半导体开关：ACsemiconductorswitch(取前两个字母)以上两组名词组合成“TRIAC”中文译意“三端双向可控硅开关”。

“双向可控硅”：是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是比较理想的交流开关器件。其英文名称TRIAC即三端双向交流开关之意。

三端双向可控硅 由此可见“TRIAC”是双向可控硅的统称。

双　向：Bi-directional(取第一个字母)

控　制：Controlled(取第一个字母)

整流器：Rectifier(取第一个字母)

再由这三组英文名词的首个字母组合而成:“BCR”中文译意:双向可控硅。以“BCR”来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱，如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM等等。

双　向：Bi-directional(取第一个字母)

三　端：Triode(取第一个字母)

由以上两组单词组合成“BT”，也是对双向可控硅产品的型号命名，典型的生产商如：意法ST公司、荷兰飞利浦-Philips公司，均以此来命名双向可控硅。

代表型号如：PHILIPS的BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、等等。这些都是四象限/非绝缘型/双向可控硅;

Philips公司的产品型号前缀为“BTA”字头的，通常是指三象限的双向可控硅。

而意法ST公司，则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号并且在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘组合成：“BTA”、“BTB”系列的双向可控硅型号，如：

三象限/绝缘型/双向可控硅:BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600B等等;

四象限/非绝缘/双向可控硅:BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B等等;

ST公司所有产品型号的后缀字母(型号最后一个字母)带“W”的，均为“三象限双向可控硅”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”;代表型号如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW等。

至于型号后缀字母的触发电流，各个厂家的代表含义如下：PHILIPS公司：D=5mA，E=10mA，C=15mA，F=25mA，G=50mA，R=200uA或5mA，

型号没有后缀字母之触发电流，通常为25-35mA;

PHILIPS公司的触发电流代表字母没有统一的定义，以产品的封装不同而不同。

意法ST公司：TW=5mA，SW=10mA，CW=35mA，BW=50mA，C=25mA，B=50mA，H=15mA，T=15mA，注意：以上触发电流均有一个上下起始误差范围，产品PDF文件中均有详细说明

一般分为最小值/典型值/最大值，而非“=”一个参数值。

双向可控硅可被认为是一对反并联连接的普通可控硅的集成，工作原理与普通单向可控硅相同。双向可控硅有两个主电极T1和T2， 一个门极G， 门极使器件在主电极的正反两个方向均可触发导通，所以双向可控硅在第1和第3象限有对称的伏安特性。双向可控硅门极加正、负触发脉冲都能使管子触发导通，因此有四种触发方式。双向可控硅应用为正常使用双向可控硅，需定量掌握其主要参数，对双向可控硅进行适当选用并采取相应措施以达到各参数的要求。 [1]

·耐压级别的选择： 通常把VDRM(断态重复峰值电压)和 VR R M(反向重复峰值电压)中较小的值标作该器件的额定电压。 选用时，额定电压应为正常工作峰值电压的2~3倍，作为允许的操作过电压裕量。 [1]

·电流的确定： 由于双向可控硅通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示它的额定电流值。由于可控硅的过载能力比一般电磁器件小，因而一般家电中选用可控硅的电流值为实际工作电流值的2~3倍。 同时， 可控硅承受断态重复峰值电压VD R M 和反向重复峰值电压 V R R M 时的峰值电流应小于器件规定的IDRM 和 IRRM。 [1]

·通态(峰值)电压 VT M 的选择： 它是可控硅通以规定倍数额定电流时的瞬态峰值压降。为减少可控硅的热损耗，应尽可能选择VT M 小的可控硅。 [1]

·维持电流： IH 是维持可控硅保持通态所必需的最小主电流，它与结温有关，结温越高， 则 IH 越小。 [1]

·电压上升率的抵制： dv/dt指的是在关断状态下电压的上升斜率，这是防止误触发的一个关键参数。此值超限将可能导致可控硅出现误导通的现象。由于可控硅的制造工艺决定了 A2 与 G 之间会存在寄生电容。

可控硅有多种分类方法。

(一)按关断、导通及控制方式分类：可控硅按其关断、导通及控制方式可分为普通可控硅、双向可控硅、逆导可控硅、门极关断可控硅(GTO)、BTG可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种。

TY300/TY301可控硅调压单元 (二)按引脚和极性分类：可控硅按其引脚和极性可分为二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。

(三)按封装形式分类：可控硅按其封装形式可分为金属封装可控硅、塑封可控硅和陶瓷封装可控硅三种类型。其中，金属封装可控硅又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种;塑封可控硅又分为带散热片型和不带散热片型两种。

(四)按电流容量分类：可控硅按电流容量可分为大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三种。通常，大功率可控硅多采用金属壳封装，而中、小功率可控硅则多采用塑封或陶瓷封装。

(五)按关断速度分类：可控硅按其关断速度可分为普通可控硅和高频(快速)可控硅。

工作原理

1.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。

当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic。

2.此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化，条件如下：

A、从关断到导通1、阳极电位高于是阴极电位，2、控制极有足够的正向电压和电流，两者缺一不可。

B、维持导通1、阳极电位高于阴极电位，2、阳极电流大于维持电流，两者缺一不可。

C、从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位，2、阳极电流小于维持电流，任一条件即可。

触发导通

在控制极G上加入正向电压时因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作用的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。

测量方法

编辑

带3伏电池的指针万用表电阻R*1Ω挡，用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻，结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时，该组红、黑表所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G，另一空脚即为第二阳极A2。确定A1、G极后，再仔细测量A1、G极间正、反向电阻，读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1，红表笔所接引脚为控制极G。将黑表笔接已确定的第二阳极A2，红表笔接第一阳极A1，此时万用表指针不应发生偏转，阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，A2、A1间阻值约10欧姆左右。随后断开A2、G间短接线，万用表读数应保持10欧姆左右。互换红、黑表笔接线，红表笔接第二阳极A2，黑表笔接第一阳极A1。同样万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接，给G极加上负的触发电压，A1、A2间的阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线，万用表读数应不变，保持在10欧姆左右。符合以上规律，说明被测双向可控硅未损坏且三个引脚极性判断正确。

检测较大功率可控硅时，需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池，以提高触发电压。