双向可控硅构造原理.pdf

5- 1 向可控硅 双向可控硅 双向可控硅又称为双向晶闸管 普通晶闸管(VS)实质上属于直流控制器件。要控制交流负载，必须将两只晶闸管 反极性并联，让每只 SCR 控制一个半波，为此需两套独立的触发电路，使用不够方便。 向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联 的晶闸管，而且仅需一个触发电路，是目前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。 构造原理 尽管从形式上可将双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合，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。小功率双向晶闸管一般采用塑料封装，有的 还带散热板，外形如图 l 所示。典型产品有 BCMlAM (1A ／600V)、 BCM3AM (3A／600V)、 2N6075 (4A ／600V)，MAC218-10(8A ／800V)等。大功率 向晶闸管大多采用 RD91 型封 装。 向晶闸管的主要参数见附表。 向晶闸管的结构与符号见图 2。它属于NPNPN 五层器件，三个电极分别是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。 向晶闸管的伏安特性见图 3，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。 双向可控硅又称为双向晶闸管 普通晶闸管(VS)实质上属于直流控制器件。要控制交流负载，必须将两只晶闸管 反极性并联，让每只 SCR 控制一个半波，为此需两套独立的触发电路，使用不够方便。 向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联 的晶闸管，而且仅需一个触发电路，是目前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。 址（ADD）：无锡新区硕放香楠一路9 号 电话（Tel）：0510 网址（Http）：Http://www.cldkj .com 传真（Fax）：0510 5-2 向可控硅 址（ADD）：无锡新区硕放香楠一路9 号 电话（Tel）：0510 网址（Http）：Http://www.cldkj .com 传真（Fax）：0510 5-3 向可控硅 为什么采用三象限双向可控硅？ 为了防止假脉冲触发 向可控硅，造成失控导通，引起电机运 不稳定，噪声增大，4Q 向可控硅的电路中总是包括外加的保护元件。典型电路中，RC缓冲电路并联在 向可控硅的 主端子之间，用来限止电压变化率(dV/dt),有些情况下还需要大容量的电感，以限制切换时 的电流变化率(dIcom/dt)。这些元件增加电路的成本和尺寸。甚至，还可能降低长期可靠性。 选择不佳的缓冲元件能导致破坏性的峰值电流和电流上升率。假如双向可控硅阻断高电压时 被触发，或者缓冲电容通过 向可控硅放电过快，这时就可能发生前述问题。缓冲电路由串 联的电容和碳质电阻构成，两元件都按电源电压选用。元件的典型数值是0.1 μF 及≧100 Ω。所用碳质电阻应能承受反复的浪涌电流而不烧毁。缓冲电路元件的选择是为了限制 dVCOM/dt 或dVD/dt 在一定水平下，确保不触发 向可控硅。在这条件下，选择最大的R 值 和最小的C 值，可以把缓冲电容放电时导致破坏的可能性降到最低。 4Q 向可控硅的内部过程 4Q 向可控硅能在3+象限（T2-，G+）触发，这决定于该半导体的结构，因为在门极区 有一微小重叠部分。工作在3+象限时，主端子负载电流由双向可控硅晶片的这一半通过 个 导通的中间层流至晶片的另一半