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雙向可控硅

  
  三端:TRIode(取前三個字母)
  交流半導體開關:ACsemiconductor switch
  (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”。
  由此可見“TRIAC”是雙向可控硅的統稱。
  -------------------------------------
  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品的型號命名,典型的生產商如:
  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:
  四象限/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、、、、等等。
  至于型號后綴字母的觸發電流,各個廠家的代表含義如下:
  PHILIPS公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA,
  型號沒有后綴字母之觸發電流,通常為25-35mA;
  PHILIPS公司的觸發電流代表字母沒有統一的定義,以產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:以上觸發電流均有一個上下起始誤差范圍,產品PDF文件中均有詳細說明
  一般分為最小值/典型值/最大值,而非“=”一個參數值。

構造原理

  盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩只普通晶閘管的組合,但實際上它是由7只晶體管和多只電阻構成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般采用塑料封裝,有的還帶散熱板,外形如圖l所示。典型產品有BCMlAM(1A/600V)、 BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。雙向晶閘管的主要參數見附表。
  雙向晶閘管的結構與符號見圖2。它屬于NPNPN五層器件,三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向導通,故除門極G以外的兩個電極統稱為主端子,用T1、T2。表示,不再劃分成陽極或陰極。其特點是,當G極和T2極相對于T1,的電壓均為正時,T2是陽極,T1是陰極。反之,當G極和T2極相對于T1的電壓均為負時,T1變成陽極,T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見圖3,由于正、反向特性曲線具有對稱性,所以它可在任何一個方向導通。

檢測方法

  下面介紹利用萬用表RX1檔判定雙向晶閘管電極的方法,同時還檢查觸發能力。
  1.判定T2極
  由圖2可見,G極與T1極靠近,距T2極較遠。因此,G—T1之間的正、反向電阻都很小。在肦Xl檔測任意兩腳之間的電阻時,只有在G-T1之間呈現低阻,正、反向電阻僅幾十歐,而T2-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為無窮大。這表明,如果測出某腳和其他兩腳都不通,就肯定是T2極。 ,另外,采用TO—220封裝的雙向晶閘管,T2極通常與小散熱板連通,據此亦可確定T2極。
  2.區分G極和T1極
  (1)找出T2極之后,首先假定剩下兩腳中某一腳為Tl極,另一腳為G極。
  (2)把黑表筆接T1極,紅表筆接T2極,電阻為無窮大。接著用紅表筆尖把T2與G短路,給G極加上負觸發信號,電阻值應為十歐左右(參見圖4(a)),證明管子已經導通,導通方向為T1一T2。再將紅表筆尖與G極脫開(但仍接T2),若電阻值保持不變,證明管子在觸發之后能維持導通狀態(見圖4(b))。
  (3)把紅表筆接T1極,黑表筆接T2極,然后使T2與G短路,給G極加上正觸發信號,電阻值仍為十歐左右,與G極脫開后若阻值不變,則說明管子經觸發后,在T2一T1方向上也能維持導通狀態,因此具有雙向觸發性質。由此證明上述假定正確。否則是假定與實際不符,需再作出假定,重復以上測量。顯見,在識別G、T1,的過程中,也就檢查了雙向晶閘管的觸發能力。如果按哪種假定去測量,都不能使雙向晶閘管觸發導通,證明管于巳損壞。對于lA的管子,亦可用RXl0檔檢測,對于3A及3A以上的管子,應選RXl檔,否則難以維持導通狀態。

典型應用

  雙向晶閘管可廣泛用于工業、交通、家用電器等領域,實現交流調壓、電機調速、交流開關、路燈自動開啟與關閉、溫度控制、臺燈調光、舞臺調光等多種功能,它還被用于固態繼電器(SSR)和固態接觸器電路中。圖5是由雙向晶閘管構成的接近開關電路。R為門極限流電阻,JAG為干式舌簧管。平時JAG斷開,雙向晶閘管TRIAC也關斷。僅當小磁鐵移近時JAG吸合,使雙向晶閘管導通,將負載電源接通。由于通過干簧管的電流很小,時間僅幾微秒,所以開關的壽命很長.
  圖6是過零觸發型交流固態繼電器(AC-SSR)的內部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發電路、開關電路(包括雙向晶閘管)、保護電路(RC吸收網絡)。當加上輸入信號VI(一般為高電平)、并且交流負載電源電壓通過零點時,雙向晶閘管被觸發,將負載電源接通。固態繼電器具有驅動功率小、無觸點、噪音低、抗干擾能力強,吸合、釋放時間短、壽命長,能與TTL\CMOS電路兼容,可取代傳統的電磁繼電器。
  雙向可控硅參數符號
  參數符號說明:
  IT(AV)--通態平均電流
  VRRM--反向重復峰值電壓
  IDRM--斷態重復峰值電流
  ITSM--通態一個周波不重復浪涌電流
  VTM--通態峰值電壓
  IGT--門極觸發電流
  VGT--門極觸發電壓
  IH--維持電流
  dv/dt--斷態電壓臨界上升率
  di/dt--通態電流臨界上升率
  Rthjc--結殼熱阻
  VISO--模塊絕緣電壓
  Tjm--額定結溫
  VDRM--通態重復峰值電壓
  IRRM--反向重復峰值電流
  IF(AV)--正向平均電流
  可控硅的分類
  按其工作特性,可控硅(THYRISTOR)可分為普通可控硅(SCR)即單向可控硅、雙向可控硅(TRIAC)和其它特殊可控硅。
  雙向可控硅的常用封裝形式
  常用可控硅的封裝形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220AB、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252等。

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