1、产品命名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 ”。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
2、-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
3、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
4、：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。参数符号IT(AV)-通态平均电流VRRM-反向反复峰值电压IDRM-断态重
5、复峰值电流ITSM-通态一个周波不反复浪涌电流VTM-通态峰值电压IGT-门极触发电流VGT-门极触发电压IH-维持电流dv/dt-断态电压临界上升率di/dt-通态电流临界上升率Rthjc-结壳热阻VISO-模块绝缘电压Tjm-额定结温VDRM-断态重复峰值电压IRRM-反向重复峰值电流IF(AV)-正向平均电流元件简介一种以硅单晶为基本材料的 P1N1P2N2 四层三端器件，创制于 1957 年，由于它特性类似 于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称可控硅T。又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还
6、具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。可控硅的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。产品分类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
7、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。（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
8、速）可控硅。封装形式常用可控硅的封装形式有 TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220AB、TO-3P、SOT-89 、 TO-251、TO-252 等。构造原理尽管从形式上可将双向可控硅看成两只普通可控硅的组合，但实际上它是由 7 只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。小功率双向可控硅一般采用塑料封装，有的还带散热板。典型产品有 BCMlAM(1A/600V)、BCM3AM(3A/600V) 、2N6075(4A/600V)，MAC218-10(8A/800V)等。大功率双向可 控硅大多采用 RD91 型封装。双向可控硅属于 NPNPN 五层器件，三个电极分别是
9、T1、T2、G 。因该器件可以双向导通，故除门极 G 以外的两个电极统称为主端子，用 T1、T2 表示，不再划分成阳极或阴极。其特点是，当 G 极和 T2 极相对于 T1，的电压均为正时，T2 是阳极，T1 是阴极。反之，当 G 极和 T2 极相对于 T1 的电压均为负时，T1 变成阳极，T2 为阴极。双向可控硅由于正、反向特性曲线具有对称性，所以它可在任何一个方向导通。产品特性双向可控硅第一阳极 A1 与第二阳极 A2 间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要控制极 G 和第一阳极 A1 间加有正负极性不同的触发电压，就可触发导通呈低阻状态。此时 A1、A2 间压降也约 1V。双向可控硅一旦
10、导通，即使失去触发电压，也能继续保持导通状态。只有当第一阳极 A1、第二阳极 A2 电流减小，小于维持电流或 A1、A2 间当电压极性改变且没有触发电压时，双向可控硅才截断，此时只有重新加触发电压方可导通。触发电路将两只单向可控硅 SCRl、SCR2 反向并联再将控制板与本触发电路连接，就组成了 一个简单实用的大功率无级调速电路。这个电路的独特之处在于可控硅控制极不需外加电源，只要将负载与本电路串联后接通电源，两个控制极与各自的阴极之间便有 5V8V 脉动直流电压产生，调节电位器 R2 即可改变两只可控硅的导通角，增大 R2 的阻值到一定程度,便可使两个主可控硅阻断，因此 R2 还可起开关的作
11、用。该电路的另一个特点是两只主可控硅交替导通，一个的正向压降就是另一个的反向压降，因此不存在反向击穿问题。但当外加电压瞬时超过阻断电压时，SCR1、SCR2 会误导通，导通程度由电位器 R2 决定。SCR3 与周围元件构成普通移相触发电路，其原理这里从略。SCR1、 SCR2 选用封装好的可控硅模块(110A/1000V) ，SCR3 选用 BTl36，即 600V的双向可控硅。本电路如用于感性负载，应增加 R4，C3 阻容吸收电路及压敏电阻 RV 作过压保护，防止负载断开和接通瞬间产生很高的感应电压损坏可控硅。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
12、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=2ib2。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=1ib1=12ib2。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，
13、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
14、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。产品判别双向可控硅等效于两只单向可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称 T1 极，其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称 T2 极，剩下则为控制极（G）。1、单、双向可控硅的判别：先任测两个极，若正、反测指针均不动（R1 挡），可能是 A、K 或 G、A 极（对单向可控硅）也可能是 T2、T1 或 T2、G 极（对双向可控硅）。若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。且红
15、笔所接为 K 极，黑笔接的为 G 极，剩下即为 A 极。若正、反向测批示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。再将旋钮拨至 R1 或 R10 挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为 G 极，黑笔所接为 T1 极，余下是 T2 极。2、性能的差别：将旋钮拨至 R1 挡，对于 16A 单向可控硅，红笔接 K 极，黑笔同时接通 G、A 极，在保持黑笔不脱离 A 极状态下断开 G 极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发，且触发电压低（或触发电流小）。然后瞬时断开 A 极再接通，指针应退回 位置，则表明可控硅良好。对于 16A 双向可控硅，红笔接 T1 极，黑笔同时接 G、T2 极
16、，在保证黑笔不脱离T2 极的前提下断开 G 极，指针应指示为几十至一百多欧（视可控硅电流大小、厂家不同而异）。然后将两笔对调，重复上述步骤测一次，指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧，则表明可控硅良好，且触发电压（或电流）小。若保持接通 A 极或 T2 极时断开 G 极，指针立即退回位置，则说明可控硅触发电流太大或损坏。对于单向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开 K 灯仍不息灭，否则说明可控硅损坏。对于双向可控硅，闭合开关 K，灯应发亮，断开 K，灯应不息灭。然后将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。否则说明该器件已损坏。测量方法带 3 伏电池的指针万用表电阻 R*1 挡，用
17、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
18、，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。参数符号IT(AV)-通态平均电流 VDRM-通态重复峰值电压VRRM-反向重复峰值电压 IRRM-反向重复峰值电流IDRM-断态重复峰值电流 IF(AV)-正向平均电流VTM-
19、通态峰值电压 Tjm-额定结温VGT-门极触发电压 VISO-模块绝缘电压IH-维持电流 Rthjc-结壳热阻IGT-门极触发电流 di/dt-通态电流临界上升率ITSM-通态一个周波不重复浪涌电流 dv/dt-断态电压临界上升率伏安特性反向特性当控制极开路，阳极加上反向电压时，J2 结正偏，但 J1、J3 结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流，当电压进一步提高到 J1 结的雪崩击穿电压后，接差 J3 结也击穿，电流迅速增加，特性开始弯曲，如特性 OR 段所示，弯曲处的电压 URO 叫“ 反向转折电压”。此时，可控硅会发生永久性反向。正向特性当控制极开路，阳极上加上正向电压时，J1、J3 结
20、正偏，但 J2 结反偏，这与普通PN 结的反向特性相似，也只能流过很小电流，这叫正向阻断状态，当电压增加，特性发生了弯曲，如特性 OA 段所示，弯曲处的是 UBO 叫：正向转折电压，由于电压升高到 J2结的雪崩击穿电压后，J2 结发生雪崩倍增效应，在结区产生大量的电子和空穴，电子时入N1 区，空穴时入 P2 区。进入 N1 区的电子与由 P1 区通过 J1 结注入 N1 区的空穴复合，同样，进入 P2 区的空穴与由 N2 区通过 J3 结注入 P2 区的电子复合，雪崩击穿，进入 N1区的电子与进入 P2 区的空穴各自不能全部复合掉，这样，在 N1 区就有电子积累，在 P2区就有空穴积累，结果使
21、 P2 区的电位升高，N1 区的电位下降，J2 结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降，出现所谓负阻特性。这时 J1、J2、J3 三个结均处于正偏，可控硅便进入正向导电状态- 通态，此时，它的特性与普通的 PN 结正向特性相似。检测方法DIP4 管脚型 ZC 三端双向可控硅光电耦合器利用万用表 RXl 档判定双向可控硅电极的方法，同时还检查触发能力。判定 T2 极G 极与 T1 极靠近，距 T2 极较远。因此，GT1 之间的正、反向电阻都很小。在肦Xl 档测任意两脚之间的电阻时，只有在 G-T1 之间呈现低阻，正、反向电阻仅几十欧，而T2-G、T2-T1 之间的正、反向电阻均为无穷大。这表
22、明，如果测出某脚和其他两脚都不通，就肯定是 T2 极。另外，采用 TO220 封装的双向可控硅，T2 极通常与小散热板连通，据此亦可确定 T2 极。区分 G 极和 T1 极(1)找出 T2 极之后，首先假定剩下两脚中某一脚为 Tl 极，另一脚为 G 极。(2)把黑表笔接 T1 极，红表笔接 T2 极，电阻为无穷大。接着用红表笔尖把 T2 与 G短路，给 G 极加上负触发信号，电阻值应为十欧左右，证明管子已经导通，导通方向为T1 一 T2。再将红表笔尖与 G 极脱开(但仍接 T2)，若电阻值保持不变，证明管子在触发之后能维持导通状态。黄金规则规则 1.为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电
23、流IGT ，直至负载电流达到 IL。这条件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑。规则 2.要断开（切换）闸流管（或双向可控硅）。规则 3.设计双向可控硅触发电路时，只要有可能，就要避开 3+象限（WT2-，+）。规则 4.为减少杂波吸收，门极连线长度降至最低。返回线直接连至 MT1（或阴极）。若用硬线，用螺旋双线或屏蔽线。门极和 MT1 间加电阻 1k 或更小。高频旁路电容和门极间串接电阻。另一解决办法，选用 H 系列低灵敏度双向可控硅。规则 5.若 dVD/dt 或 dVCOM/dt 可能引起问题，在 MT1 和 MT2 间加入 RC 缓冲电路。若高 dICOM/dt 可能引起问题，加入一几
24、 mH 的电感和负载串联。另一种解决办法，采用Hi-Com 双向可控硅。规则 6.假如双向可控硅的 VDRM 在严重的、异常的电源瞬间过程中有可能被超出，采用下列措施之一：负载上串联电感量为几 H 的不饱和电感，以限制 dIT/dt；用 MOV 跨接于电源，并在电源侧增加滤波电路。规则 7.选用好的门极触发电路，避开 3 象限工况，可以最大限度提高双向可控硅的dIT/dt 承受能力。规则 8.若双向可控硅的 dIT/dt 有可能被超出，负载上最好串联一个几 H 的无铁芯电感，或负温度系数的热敏电阻。另一种解决办法：对电阻性负载采用零电压导通。规则 9.器件固定到散热器时，避免让双向可控硅受到应力。固定，然后焊接引线。不要把铆钉芯轴放在器件接口片一侧。规则 10.为了长期可靠工作，应保证 Rthj-a 足够低，维持 Tj 不高于 Tjmax,其值相应于可能的最高环境温度。
