双向可控硅的工作原理

双向可控硅的工作原理一、概述双向可控硅，也称为双向触发二极管或双向晶闸管，是一种具有两个主要终端和一个控制终端的半导体器件。它的主要特点是能够在正反向电压下均实现可控的导通与关断，因此得名“双向”。在电路应用中，双向可控硅被广泛应用于交流电路的控制，如电机调速、灯光调光、温度控制等场景。双向可控硅的工作原理基于其内部的PN结结构和外部控制信号的作用。当施加在控制终端的触发信号达到一定的阈值时，双向可控硅内部的PN结将发生击穿，从而允许电流在正向或反向流动。通过控制触发信号的强度和持续时间，可以实现对双向可控硅导通状态的精确控制。随着电子技术的不断发展，双向可控硅的性能和可靠性得到了显著提升。其优点在于响应速度快、控制精度高、功耗低且体积小。在现代电子系统中，双向可控硅已经成为一种重要的功率控制元件，为实现高效、节能、环保的电路控制提供了有力支持。在深入了解双向可控硅的工作原理之前，我们有必要对其基本结构、特性以及应用领域有一个全面的认识。本文将详细阐述双向可控硅的内部结构、触发机制、导通与关断过程等方面的内容，帮助读者更好地理解其工作原理和应用方法。1.双向可控硅的定义及应用领域双向可控硅是一种具有双向导通特性的半导体器件，也称为双向触发可控硅或双向晶闸管。它在电路中可以实现对交流电的双向控制，具有体积小、重量轻、寿命长、效率高以及可靠性高等优点。在应用领域方面，双向可控硅广泛应用于各种需要交流电控制的场合。在电机控制中，双向可控硅可以实现电机的正反转控制；在照明电路中，它可以用于调节灯光的亮度和闪烁效果；在电源管理系统中，双向可控硅能够实现交流电的通断和功率调节。在工业自动化、家用电器、电力电子等领域，双向可控硅也发挥着重要作用。通过精确控制双向可控硅的导通和截止状态，可以实现对交流电的有效管理，提高电路的性能和效率。了解双向可控硅的工作原理对于电子工程师和电路设计者来说具有重要意义。2.双向可控硅在电子电路中的重要作用在电子电路中，双向可控硅扮演着至关重要的角色。它不仅能够实现对电流的精确控制，还在各种电路应用中发挥着不可或缺的作用。双向可控硅的双向导通特性使其能够灵活地处理正负电压信号，从而在各种电路中实现双向电流的控制。这种特性使得双向可控硅在交流电路中尤为适用，例如在电机控制、照明调光等领域中，它可以有效地调节电流的大小和方向，实现对设备的精确控制。双向可控硅的高灵敏度和快速响应特性使其成为电子保护电路的理想选择。当出现过流、过压等异常情况时，双向可控硅能够迅速切断电路，保护电路中的其他元件免受损坏。它还可以用于实现电路的软启动和软关断，减少电流冲击对电路和设备的影响。双向可控硅还具有体积小、重量轻、寿命长等优点，这使得它在现代电子设备中得到了广泛应用。从家用电器到工业设备，从通信设备到医疗设备，都可以看到双向可控硅的身影。双向可控硅在电子电路中的重要作用不仅体现在其双向导通特性上，还体现在其高灵敏度、快速响应、保护电路以及广泛的应用领域等方面。随着电子技术的不断发展，双向可控硅的应用前景将更加广阔。3.本文目的与结构安排本文旨在深入剖析双向可控硅的工作原理，揭示其内部机制及在电路中的应用特点阐述。通过对双向可控硅的结构、工作原理、工作特性等方面的详细，使读者能够全面理解并掌握这一关键电子元器件。文章首先介绍了双向可控硅的基本概念及发展历程，为后续内容奠定基础。重点剖析了双向可控硅的工作原理，包括其内部结构、触发方式、导通与关断过程等，使读者能够深入了解其内部机制。在此基础上，文章进一步探讨了双向可控硅的工作特性，如电压和电流特性、温度特性等，帮助读者更好地理解和应用这一器件。文章还将结合实际应用案例，分析双向可控硅在电路中的具体应用及优势，使读者能够更直观地感受其在实际电路中的重要作用。文章对双向可控硅的发展趋势进行了展望，为未来的研究与应用提供参考。本文结构安排合理，既有理论深度，又注重实际应用，旨在为读者提供一份全面、深入、实用的双向可控硅工作原理指南。二、双向可控硅的基本结构与特性双向可控硅，作为一种特殊的半导体器件，具有独特的结构与特性，使其在电路控制中发挥着重要的作用。从结构上来看，双向可控硅主要由四层半导体材料构成，形成一个三明治式的结构。这四层半导体材料包括两个P型半导体和两个N型半导体，它们交替排列，形成了PNPN的结构。这种结构使得双向可控硅具有双向导通的特性，即无论电流从哪个方向流入，都可以实现导通。在特性方面，双向可控硅最显著的特点是它的触发导通和阻断能力。当在控制极施加一个正向或反向的触发电压时，双向可控硅会迅速从阻断状态转变为导通状态，允许电流通过。而当触发电压消失或降低到一定阈值以下时，双向可控硅又会恢复到阻断状态，切断电流。这种触发导通和阻断的特性使得双向可控硅在电路控制中具有很高的灵活性和可靠性。双向可控硅还具有较低的通态压降和较高的电流承载能力。在导通状态下，双向可控硅的电压降很小，可以有效地减少电路中的功率损耗。它也能承受较大的电流，满足各种电路应用的需求。双向可控硅以其独特的结构和特性在电路控制中发挥着重要的作用。它能够实现双向导通、触发导通和阻断等功能，为电路的稳定运行提供了有力的保障。其较低的通态压降和较高的电流承载能力也使得它在各种电路应用中具有广泛的应用前景。1.双向可控硅的基本组成与结构双向可控硅，作为一种具有双向整流特性的半导体器件，其独特的工作机制源于其精细的组成与结构。其基本结构主要由五层有机结构组成，包括氨基控制层、正向传导层、反向传导层、结构接触层和表面缘层。这种结构使得双向可控硅具有双向控制的特性，能够高效地实现正向和反向的电流控制。氨基控制层负责接收外部的控制信号，通过调整其内部的电荷分布，实现对电流流向的控制。正向传导层和反向传导层则分别负责在正向和反向电压作用下，允许电流通过。结构接触层则保证了各层之间的稳定连接，确保电流能够顺畅地流过。而表面缘层则起到了保护内部结构，防止外界环境对器件性能产生影响的作用。双向可控硅的电极设计也是其实现双向控制的关键。两个电极之间的连线称为控制线，通过控制线上的电压变化，可以实现对双向可控硅工作状态的精确调控。在正向工作时，通过正、负触发二极管分别对两个极间加正向电压，使管子导通；而在反向工作时，则通过反相触发二极管分别对两个极间加反向电压，使管子截止。这种设计使得双向可控硅能够在不同的工作状态下，实现高效的电流控制。双向可控硅的基本组成与结构为其实现双向整流特性提供了坚实的基础。通过精细的层结构和电极设计，双向可控硅能够在复杂的电力电子系统中发挥重要的作用，实现高效的电流控制和调节。2.双向可控硅的主要特性双向可控硅作为一种特殊的半导体器件，具有一系列显著的主要特性，这些特性使得它在各种电路中能够发挥重要的作用。双向可控硅具有双向导通性。这意味着它可以在两个方向上都能实现电流的导通和控制，这与普通的单向可控硅相比具有更大的灵活性。这一特性使得双向可控硅在需要双向电流控制的场合，如交流电路或需要正反向切换的电路中，具有广泛的应用价值。双向可控硅具有极高的灵敏度。即使在微弱的控制信号下，它也能快速、准确地响应，实现对电流的精确控制。这一特性使得双向可控硅在需要快速响应和精确控制的场合中表现出色，如电机控制、灯光调节等领域。双向可控硅还具有较高的耐压能力和较低的功耗。它可以在较高的电压下稳定工作，同时保持较低的功耗，这使得它在高压、大功率的电路中具有广泛的应用前景。双向可控硅还具有优良的温度稳定性和可靠性。它可以在各种温度条件下保持稳定的性能，且使用寿命长，不易损坏。这使得双向可控硅在各种恶劣环境和长时间运行的场合中都能发挥出良好的性能。双向可控硅的主要特性包括双向导通性、高灵敏度、高耐压能力、低功耗以及优良的温度稳定性和可靠性。这些特性使得双向可控硅在电力电子、电机控制、自动化控制等领域中得到了广泛的应用，并发挥着重要的作用。3.双向可控硅与其他电子元件的对比双向可控硅作为一种特殊的半导体器件，在电路设计与应用中具有独特的优势，它与其他电子元件相比，展现出显著的差异和优越性。与传统的单向可控硅相比，双向可控硅最大的特点在于其双向导通性。单向可控硅只能在一个方向上控制电流，而双向可控硅则可以在两个方向上实现电流的控制。这使得双向可控硅在需要双向控制的电路中更具优势，如交流电路中的开关控制、电机正反转控制等场景。与继电器相比，双向可控硅在响应速度和寿命方面表现更为出色。继电器是通过机械动作来实现开关功能的，因此其响应速度相对较慢，且由于机械部件的磨损，其寿命也有限。而双向可控硅则是通过电信号来控制其导通状态的，响应速度快，且没有机械部件的磨损问题，因此寿命更长。与三极管等放大元件相比，双向可控硅主要用于开关控制而非信号放大。三极管等放大元件在电路中主要用于放大信号，而双向可控硅则主要用于控制电流的通断。虽然两者在功能上有所不同，但在某些需要同时实现信号放大和开关控制的复杂电路中，双向可控硅可以与三极管等放大元件配合使用，以实现更精确的电路控制。双向可控硅在双向导通性、响应速度、寿命以及开关控制等方面具有显著优势。在电路设计与应用中，应根据具体需求选择合适的电子元件，以充分发挥其性能优势并实现电路的优化设计。三、双向可控硅的工作原理详解双向可控硅，也称为双向晶闸管或三极交流开关（TRIAC），是一种具有独特双向整流特性的半导体器件。其工作原理基于PN结的特殊构造和电流控制机制，实现了对交流电的双向控制。从构造上看，双向可控硅具有P1N1P2N2四层三端结构，即包含三个PN结。在正向工作时，当阳极A加上正向电压，其内部的两个晶体管BG1和BG2均处于放大状态。若从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便开始有基流ib2流过。经过BG2的放大作用，其集电极电流ic2将增大。由于BG2的集电极与BG1的基极直接相连，因此集电极电流ic2将作为BG1的基流ib1，进一步经BG1放大，形成BG1的集电极电流ic1。这个电流又会流回到BG2的基极，形成一个正反馈循环，使得两个晶体管的电流迅速增大，从而使双向可控硅饱和导通。在反向工作时，虽然工作原理与正向略有不同，但同样是通过控制极G的触发信号来控制双向可控硅的导通状态。值得注意的是，由于BG1和BG2构成的正反馈作用，一旦双向可控硅导通，即使控制极G的电流消失，它仍然能够维持导通状态。这种特性使得双向可控硅在电路中具有很好的稳定性和可靠性。双向可控硅的触发导通机制也是其工作原理的重要组成部分。在控制极G上加入正向电压时，由于PN结的正偏效应，会形成触发电流IGT。这个触发电流会加速双向可控硅的导通过程，使得其在更低的电压下就能实现导通。触发电流IGT的大小会影响双向可控硅的导通速度和稳定性，因此在实际应用中需要根据具体需求进行调整。双向可控硅的工作原理基于其特殊的四层三端结构和正反馈机制，实现了对交流电的双向控制。通过控制极G的触发信号和触发电流IGT的调节，可以精确地控制双向可控硅的导通状态和性能表现。这使得双向可控硅在电力电子、工业自动化、电机控制等领域具有广泛的应用前景。1.双向可控硅的触发机制双向可控硅（TRIAC）的触发机制是其工作的核心，它允许设备在交流电的两个半周期内都能被控制。这一特性使得双向可控硅在需要频繁开关或调节电流的电子设备中特别有用，如灯光调光器、电机控制器等。双向可控硅的触发通常通过一个较小的控制信号实现，这个信号可以是电压或电流的形式。当控制信号达到一定的阈值时，双向可控硅会从非导通状态转变为导通状态，允许电流通过。这种转变是快速的，可以在微秒级别内完成，使得双向可控硅在需要快速响应的应用中表现出色。值得注意的是，双向可控硅的触发机制是双向的，这意味着无论电流的方向如何，只要控制信号满足条件，双向可控硅都可以被触发。这一特性使得双向可控硅在交流电路中特别方便，因为交流电路中的电流方向是不断变化的。双向可控硅的触发机制还具有一定的灵敏度。这意味着控制信号不需要很大就可以触发双向可控硅，这使得它在低电压或低电流的应用中也能有效地工作。这种灵敏度也需要在使用时注意，以避免因噪声或干扰信号而误触发双向可控硅。双向可控硅的触发机制是其实现电流控制的关键。通过理解这一机制，我们可以更好地应用双向可控硅在电子设备中，实现高效、稳定的电流控制。2.双向可控硅的导通与关断过程双向可控硅作为一种具有特殊整流特性的半导体器件，在电子电路中发挥着至关重要的作用。其导通与关断过程，直接决定了电路中的电流流向和大小，是实现精确电路控制的关键环节。我们来探讨双向可控硅的导通过程。当在双向可控硅的阳极（A）和阴极（K）之间施加正向电压时，内部的PN结开始发生作用。随着电压的逐渐增大，PN结中的载流子开始活跃起来，形成电流。当电压达到一定程度时，PN结发生反向击穿，双向可控硅进入导通状态。门极（G）对PN结的控制作用暂时失效，双向可控硅保持导通状态，电流得以顺畅通过。值得注意的是，即使在导通状态下，双向可控硅也并非始终处于完全导通状态。其导通程度受到控制极电压的影响。当控制极电压发生变化时，PN结中的电场分布会随之改变，从而影响载流子的运动状态，进而调节电流的大小。这种特性使得双向可控硅在电路中能够实现精细的电流控制。我们分析双向可控硅的关断过程。与导通过程相比，关断过程更为复杂。要实现双向可控硅的关断，通常需要在阳极和阴极之间施加反向电压，或在门极和阴极之间施加正向电压。在反向电压的作用下，PN结内的电场方向发生改变，载流子的运动方向也随之改变，导致电流逐渐减小，直至双向可控硅完全关断。而在门极施加正向电压时，该电压与PN结内的正向电压产生竞争，使得PN结内的电场分布发生变化，同样可以实现关断的效果。在关断过程中，由于电路中的电流变化可能导致电压波动或电磁干扰等问题，因此在实际应用中需要采取相应的保护措施，以确保电路的稳定性和可靠性。双向可控硅的导通与关断过程是通过PN结的击穿与恢复、载流子的运动以及控制极电压的调节来实现的。这一过程不仅展示了半导体器件的物理特性，也体现了其在电路控制中的重要作用。通过深入了解双向可控硅的工作原理，我们可以更好地利用这一器件，实现更加精确、高效的电路控制。3.双向可控硅的工作模式与特性曲线双向可控硅作为一种具有双向整流特性的半导体器件，其工作模式和特性曲线展现了其独特的性能。工作模式上，双向可控硅可以在正向和反向两种状态下工作，且这两种状态下均有导电特性。正向工作时，两个电极均处于导通状态，形成正向电流通路；反向工作时，虽然只有一个电极导通，但也能形成反向电流通路。这种双向导通的工作模式使得双向可控硅既可以用作整流元件，也可以作为逆变电源的开关管使用，为电路设计和应用提供了极大的灵活性。特性曲线方面，双向可控硅的伏安特性曲线呈现出对称的特点，这是由其内部两个反相并联的可控硅结构决定的。正向和反向特性曲线在第一象限和第三象限分别对应，显示出双向可控硅在正负电压下均能导通的特性。当在主电极T2上加正电压并使其逐渐增大到转折电压UBO时，右侧的可控硅导通，形成正向特性曲线；反之，当在主电极T1上加正电压并使其增大到转折电压URO时，左侧的可控硅导通，形成反向特性曲线。这种对称性使得双向可控硅在电路中的应用更加广泛，能够适应更多复杂的控制需求。值得注意的是，双向可控硅的触发信号无论是正的还是负的，都能使其触发导通。这一特点使得双向可控硅在交流电路中能够作为双向交流开关使用，极大地简化了电路设计并提高了可靠性。双向可控硅的输入电阻、输出电阻、最大电流电压值以及最大耗散功率等特性参数也是其在不同应用场合下需要考虑的重要因素。在实际应用中，双向可控硅的工作模式与特性曲线需要结合具体电路进行分析和设计。通过合理选择双向可控硅的型号和参数，以及优化电路设计，可以实现高效的电路控制和稳定的性能输出。对双向可控硅的工作模式和特性曲线的深入理解也有助于预防潜在的问题和提高电路的可靠性。双向可控硅的工作模式与特性曲线揭示了其在电路中的独特性能和广泛应用前景。随着电子技术的不断发展，双向可控硅将在更多领域发挥重要作用，为电力电子系统的高效、稳定、可靠运行提供有力支持。四、双向可控硅的应用实例分析在照明控制系统中，双向可控硅发挥着关键的作用。通过精确控制双向可控硅的导通角，可以实现对灯光亮度的无级调节。这种应用不仅提高了照明的舒适度，还实现了能源的节约。在实际应用中，双向可控硅与微处理器等控制单元结合，可以实现智能化的照明控制，如定时开关、场景设置等功能。双向可控硅在电机控制领域也有着广泛的应用。通过控制双向可控硅的通断，可以实现对电机的正反转和速度调节。这种应用方式使得电机控制更加灵活和精确，提高了电机的运行效率。在电动窗帘、自动门等设备中，双向可控硅的应用使得这些设备能够根据实际需求进行精确的控制。双向可控硅还在电源管理系统中发挥着重要作用。通过控制双向可控硅的通断，可以实现对电源的通断控制以及输出电压的调节。这种应用方式使得电源管理更加智能化和高效化，提高了电源的利用率。在智能家居系统中，双向可控硅的应用使得家庭电源可以根据家庭成员的需求进行智能化的管理和控制。双向可控硅在照明控制、电机控制以及电源管理等多个领域都有着广泛的应用。这些应用实例不仅展示了双向可控硅工作原理在实际应用中的体现，也进一步证明了双向可控硅作为一种重要的电子器件在推动现代电子技术发展中的重要地位。1.双向可控硅在交流调光电路中的应用在交流调光电路中，双向可控硅发挥着至关重要的作用。它以其独特的双向整流特性，实现了对交流电流的有效控制，从而达到了调光的目的。我们需要了解双向可控硅的基本工作原理。在正向工作时，双向可控硅的两个电极都处于导通状态，允许电流通过；而在反向时，则只有其中一个电极导通，实现了电流的双向控制。这种特性使得双向可控硅在交流电路中能够灵活地调节电流的大小和方向。在交流调光电路中，双向可控硅被用作关键的控制元件。通过调节触发信号的相位和幅度，可以精确地控制双向可控硅的导通角，进而调节通过灯具的电流大小。当导通角增大时，通过灯具的电流增大，灯光亮度增强；反之，当导通角减小时，灯光亮度减弱。通过这种方式，双向可控硅实现了对灯光亮度的连续调节。双向可控硅还具有零电压和零电流切换的特性。通过控制触发信号的时机，可以使双向可控硅在零电压下切换，从而减小开关损耗；在截止时，同样可以通过控制触发信号的时机，实现零电流切换，减小反向恢复电流。这一特性不仅提高了电路的效率，还增强了电路的可靠性。双向可控硅在交流调光电路中的应用实现了对灯光亮度的精确调节，提高了电路的效率和可靠性。其体积小、重量轻、效率高等优点也使其在调光电路中得到了广泛的应用。我们也需要注意到双向可控硅的过载和抗干扰能力较差的问题，在实际应用中需要采取相应的保护措施来确保电路的稳定运行。2.双向可控硅在马达控制中的应用双向可控硅是一种具有双向整流特性的半导体器件，它的工作状态为正向偏导通、反向偏截止。在正向工作时，它的两个电极都处于导通状态，而在反向时则只有其中一个电极是导通的。这种特性使得双向可控硅既可以作为整流元件使用，也可以作为逆变电源的开关管使用。在马达控制领域，双向可控硅发挥着至关重要的作用。其优良的整流和开关特性，使得它成为控制马达速度和方向的理想选择。在马达速度控制方面，双向可控硅能够通过调节输入电压来控制马达的转速。通过改变双向可控硅的导通角，可以实现对马达输入电压的平滑调节，进而实现马达速度的精确控制。这种速度控制方式在需要精确控制马达转速的场合中非常有用，如工业生产线上的传送带、风机和泵等设备。在马达方向控制方面，双向可控硅也发挥着关键作用。由于其具有双向导通特性，可以通过改变电流的方向来控制马达的旋转方向。在实际应用中，通过控制双向可控硅的触发信号，可以方便地实现马达的正反转切换，满足不同的工作需求。在马达控制系统中，双向可控硅还可以与其他电子元件配合使用，如电阻、电容等，以优化系统的性能。通过连接RC吸收电路，可以抑制施加到双向可控硅上的电压和电流变化率，从而提高系统的稳定性和可靠性。在马达控制过程中，双向可控硅可能会受到一些不利因素的影响，如电压波动、电流冲击等。在选择和使用双向可控硅时，需要根据具体的应用场景和系统要求，合理设计电路参数和保护措施，以确保双向可控硅能够稳定可靠地工作。双向可控硅在马达控制中发挥着重要的作用，通过利用其整流和开关特性，可以实现马达速度和方向的精确控制。随着工业自动化和智能化水平的不断提高，双向可控硅在马达控制领域的应用将会越来越广泛。3.其他应用领域简介双向可控硅在调光系统中扮演着关键角色。通过精确控制双向可控硅的导通角，可以实现对灯光亮度的平滑调节。这种技术被广泛应用于家居照明、商业照明以及舞台灯光等领域，不仅提升了用户体验，还实现了能源的有效利用。双向可控硅在温度控制系统中也有广泛应用。通过结合温度传感器和控制器，双向可控硅可以根据环境温度的变化自动调节加热或制冷设备的功率，从而实现对温度的精确控制。这种应用方式在工业自动化、家电产品以及医疗设备等领域具有广泛的市场前景。双向可控硅还在电机控制领域发挥着重要作用。通过精确控制双向可控硅的开关状态，可以实现对电机转速和转向的精确控制。这种技术被广泛应用于电动工具、电动车辆以及工业自动化设备等领域，提高了设备的运行效率和性能。双向可控硅还在一些特殊领域得到了应用。在高压直流输电系统中，双向可控硅可以作为电力电子开关，实现对电能的高效转换和传输；在风能、太阳能等可再生能源发电系统中，双向可控硅也可以用于实现最大功率点跟踪和电能质量控制等功能。双向可控硅在电力电子领域具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，相信双向可控硅将会在更多领域发挥重要作用，推动电力电子技术的持续发展。五、双向可控硅的选型与使用注意事项在选型方面，首先应考虑双向可控硅的耐压和额定导通电流。这两个参数是双向可控硅最基本的特性，也是决定其能否适应特定电路需求的关键因素。耐压值应大于或等于电路中的最大电压，而额定导通电流则应大于负载电流的有效值。触发电流、漏电流和电压降等参数也需考虑，以确保双向可控硅在各种工作条件下都能稳定可靠地工作。使用双向可控硅时，触发电路的设计尤为关键。应尽量选择容易触发的反向触发信号，并尽量提高触发信号的电压和电流。为避免失控现象的发生，对于电感性负载，应确保电压的上升率小于双向可控硅手册中给出的du值。如果电压上升率过快，可以在主电极上并联RC吸收电路来减缓电压上升速度。散热问题也不容忽视。双向可控硅与普通晶体管一样，受温度影响很大。过高的温度不仅可能导致误动作，还可能烧毁器件。安装时应加装足够大的散热器，并确保散热器的安装位置和方式能够有效降低双向可控硅的工作温度。在维修电器或更换双向可控硅时，应仔细核实原管子的耐压和额定导通电流，并判准新器件电极的极性是否与原来的相符。应确保新更换的双向可控硅与原有电路兼容，避免因选型不当或使用不当而引发的电路故障或设备损坏。双向可控硅的选型与使用涉及多个方面，需要综合考虑各种因素。正确的选型和合理的使用方式不仅可以保证电路的稳定性和可靠性，还可以提高设备的整体性能和寿命。1.双向可控硅的选型依据与参数选择电流参数是双向可控硅选型的重要依据。它直接影响到可控硅的导通能力，因此需根据实际负载的电流需求进行选择。确保所选可控硅的额定电流大于或等于负载电流，以避免过载现象的发生。电压参数也是选型时不可忽视的因素。双向可控硅在工作状态中所能承受的最大电压值需满足实际负载电源的电压要求。选型时应考虑电源电压的波动范围，确保可控硅在正常工作电压下能够稳定运行。耐压参数同样重要。它代表了双向可控硅在关闭状态下所能承受的最大耐压值。选型时应根据实际负载电源的耐压值进行选择，以确保可控硅在异常电压条件下能够安全地承受压力。除了以上几个关键参数外，响应时间也是选型时需要考虑的一个因素。它指的是控制信号施加到双向可控硅后，其导通状态变化的时间。根据实际需求，选择具有合适响应时间的可控硅，以确保系统能够快速地响应控制信号的变化。在选型过程中还需考虑成本因素。不同型号、规格的双向可控硅价格可能有所差异，因此需结合实际需求及预算情况进行选择。在满足性能要求的前提下，尽量选择性价比高的产品。双向可控硅的选型依据与参数选择是一个综合考虑多方面因素的过程。通过合理选择电流、电压、耐压、响应时间等关键参数，并结合成本预算进行权衡，可以确保所选可控硅能够在实际应用中发挥最佳性能。这样一段内容详细介绍了双向可控硅的选型依据和关键参数，可以帮助读者在实际应用中做出合理的选择。2.双向可控硅在电路中的布局与连接方式在深入探讨双向可控硅的工作原理时，了解其在电路中的布局与连接方式至关重要。双向可控硅作为具有双向整流特性的半导体器件，在电路中扮演着整流元件和逆变电源开关管等多重角色。在电路布局方面，双向可控硅通常被放置在需要实现双向电流控制的关键位置。它的三个端子——T1（第一阳极或第二端子）、T2（第二阳极或第一端子）以及G（控制极或闸极）——需要与其他电路元件进行精确连接，以实现预期的功能。这种布局不仅考虑到电流的流向和大小，还需考虑电压的波动和稳定性。具体到连接方式，双向可控硅的T1和T2端子通常与电源和负载相连，以形成完整的电流回路。而G端子则用于接收控制信号，以实现对双向可控硅的开关控制。在正向工作时，双向可控硅的两个阳极都处于导通状态，允许电流通过；而在反向工作时，只有其中一个阳极导通，从而实现了电流的双向控制。为了确保双向可控硅的稳定性和可靠性，电路中通常还会加入一些保护元件，如电阻、电容和电感等。这些元件能够有效地吸收电路中的瞬态电压和电流，防止双向可控硅因过压或过流而损坏。双向可控硅在电路中的布局与连接方式需要根据具体的应用场景和需求进行精心设计。通过合理的布局和连接，可以充分发挥双向可控硅的双向整流特性，实现电流的有效控制和优化。3.使用过程中的常见问题与解决方法当双向可控硅出现不导通或导通不良的情况时，可能是由于触发电压不足、触发电流过小或元件本身损坏等原因造成的。针对这些问题，可以采取以下措施：检查触发电路，确保触发电压和触发电流达到双向可控硅的规格要求。双向可控硅在工作过程中如果发热严重，可能是由于负载电流过大、散热不良或元件老化等原因造成的。针对这些问题，可以采取以下措施：加强散热措施，如增加散热片、风扇等，提高双向可控硅的散热性能。双向可控硅的开关速度不稳定可能是由于触发电路不稳定、电源电压波动或元件本身性能差异等原因造成的。针对这些问题，可以采取以下措施：双向可控硅在使用过程中可能会遇到不导通、发热严重和开关速度不稳定等问题。针对这些问题，需要根据具体情况采取相应的解决措施，确保双向可控硅的正常工作。在实际应用中，还需要注意对双向可控硅进行合理选型和使用，以充分发挥其性能优势。六、结论与展望通过对双向可控硅工作原理的深入剖析，我们可以清晰地看到其在电路控制中的重要作用。双向可控硅作为一种特殊的半导体器件，具有独特的导通和截止特性，使得它在交流电路的控制中表现出色。其工作原理基于PN结的特性和外部控制信号的相互作用，实现了对电路的有效控制。在实际应用中，双向可控硅的可靠性、稳定性和高效性得到了广泛认可。它不仅可以用于电机控制、灯光控制等常见场景，还可以在更复杂的电路中发挥关键作用。随着科技的不断发展，双向可控硅的性能也在不断提升，为电路控制提供了更多的可能性。我们也应看到，双向可控硅在应用过程中仍面临一些挑战和问题。在高温或高湿等恶劣环境下，双向可控硅的性能可能会受到影响。随着电子技术的快速发展，对电路控制的要求也在不断提高，这对双向可控硅的性能和稳定性提出了更高的要求。我们可以预见，随着新材料、新工艺的不断涌现，双向可控硅的性能将得到进一步提升。随着智能化、网络化等技术的发展，双向可控硅在电路控制中的应用也将更加广泛和深入。我们期待未来双向可控硅能够在更多领域发挥重要作用，为电子技术的发展做出更大的贡献。1.本文对双向可控硅工作原理的总结双向可控硅，作为一种特殊的半导体器件，其工作原理主要基于PN结的特性以及控制极对通断状态的影响。在正向电压作用下，PN结具有单向导电性，使得电流只能从P区流向N区，这是双向可控硅实现单向导通的基础。而当控制极施加适当的触发信号时，它能使双向可控硅从阻断状态迅速转为导通状态，此时即使撤去触发信号，双向可控硅仍能保持导通状态，直到所通过的电流小于维持电流时才会关断。这种特性使得双向可控硅在电路中能够实现高效、稳定的开关控制。双向可控硅还具有承受高电压和大电流的能力，因此常被应用于需要频繁开关、承受高电压或大电流的电路中，如电机控制、灯光调节等场景。其独特的双向导通特性，使得它在某些特殊电路中能够简化设计、提高可靠性。双向可控硅的工作原理主要基于PN结的单向导电性和控制极对通断状态的控制，这使得它在电路控制中发挥着重要作用，特别是在需要高效、稳定开关控制的场合中。2.双向可控硅在未来电子领域的发展趋势双向可控硅在未来电子领域的发展趋势无疑是充满希望与潜力的。随着科技的不断进步和应用的广泛拓展，双向可控硅将在众多领域展现出其独特的优势和应用价值。随着智能电网和新能源技术的快速发展，双向可控硅在电力电子领域的应用将更加广泛。它能够实现电能的双向流动和精确控制，为电力系统的稳定运行和能源的高效利用提供有力支持。在分布式发电、储能系统以及微电网等领域，双向可控硅将发挥重要作用，推动电力行业的绿色发展和智能化升级。在工业自动化和机器人技术方面，双向可控硅也展现出巨大的应用潜力。它可以实现对电机、执行器等设备的精确控制，提高生产效率和质量。随着物联网和大数据技术的融合应用，双向可控硅将进一步实现智能化和自适应控制，为工业自动化和机器人技术的发展注入新的活力。在消费电子领域，双向可控硅也有着广阔的应用前景。随着智能家居、智能穿戴设备等市场的不断扩大，双向可控硅可以实现对这些设备的精确控制和能耗管理，提高用户的使用体验和节能效果。双向可控硅在未来电子领域的发展趋势将是多元化和智能化的。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，双向可控硅将在电力电子、工业自动化、消费电子等众多领域发挥更加重要的作用，为电子行业的发展和进步贡献更多力量。3.对双向可控硅进一步研究的展望双向可控硅作为一种具有广泛应用前景的半导体器件，其在电力电子、通信、工业自动化等领域的作用日益凸显。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，对双向可控硅的性能要求也在不断提高。对双向可控硅的进一步研究具有重要的现实意义和理论价值。未来的研究可以进一步关注双向可控硅的制造工艺和材料选择。通过优化制造工艺和采用新型材料，可以提高双向可控硅的可靠性、稳定性和寿命，降低制造成本，从而推动其更广泛的应用。对于双向可控硅的电气特性研究也是未来的一个重要方向。这包括深入研究其开关速度、电压和电流承受能力、温度特性等方面，以更好地满足实际应用中的需求。还可以探索如何通过改进电路设计和控制策略，进一步提高双向可控硅的工作效率和性能。随着智能化和物联网技术的快速发展，双向可控硅在智能控制系统中的应用也将成为研究的热点。如何将双向可控硅与智能传感器、执行器等设备相结合，构建高效、可靠的智能控制系统，将是未来研究的重要课题。值得注意的是，双向可控硅的研究还需要与其他领域的研究进行交叉融合。与微电子学、电力电子学、计算机科学等领域的合作将有助于推动双向可控硅技术的创新和发展。对双向可控硅的进一步研究具有重要的现实意义和广阔的应用前景。通过不断优化制造工艺、探索新型材料、深入研究电气特性以及加强与其他领域的交叉融合，相信双向可控硅将在未来的电力电子领域中发挥更加重要的作用。参考资料：可控硅模块通常被称之为功率半导体模块（semiconductormodule）。最早是在1970年由西门康公司率先将模块原理引入电力电子技术领域，是采用模块封装形式，具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件。从具体的用途上区分，可以分为：普通晶闸管模块（MTC\MT\MTK\MTA）、普通整流管模块（MDC）、普通晶闸管、整流管混合模块（MFC）、快速晶闸管、整流管及混合模块（MKC\MZC）、非绝缘型晶闸管、整流管及混合模块（也就是通常所说的电焊机专用模块MTG\MDG）、三相整流桥输出可控硅模块（MDS）、单相（三相）整流桥模块（MDQ）、单相半控桥（三相全控桥）模块（MTS）以及肖特基模块等。体积小、重量轻、结构紧凑、可靠性高、外接线简单、互换性好、便于维修和安装；结构重复性好，装置的机械设计可以简化，价格比分立器件低等诸多优点，因而在一诞生就受到了各大电力半导体厂家的热捧，并因此得到长足发展。可控硅整流器：是一种以晶闸管（电力电子功率器件）为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。可控硅整流器是一种常用的电力半导体电子器件，具有控制开关数千瓦乃至兆瓦级电功率的能力.从结构上说，它是一种反向截止三极管型的闸流晶体管，由三个PN结(PN-PN四层)构成.器件的外引线有阴极、阳极、控制极三个电极，典型大电流可控硅整流器的示意剖面见图.器件的反向特性(阳极接负)和PN结二极管的反向特性相似;其正向特性，在一定范围内器件处于阻抗很高的关闭状态(正向阻断态，即伏安特性一象限中虚线下的实线部分).当正向瞬间电压大于转折电压时，器件迅速转变到低电压大电流的通导状态.处于正向阻断态的器件，如果给予控制极一低功率的触发信号(使控制极-阴极PN结导通)，则器件可迅速被激发到导通状态，之后毋须继续保持触发电流即可维持在通导状态，此时若将电流降至维持电流(伏安特性虚线处)以下，器件可恢复到阻断状态.可控硅整流器：主电路采用三相桥或双反星形带平衡电抗器电路。可控硅元件采用大功率元件，节能显著。主控制系统采用大板高槛抗干扰、大规模集成控制板；模块及集成元件全部采用进口，可靠性高。具有自动稳压、稳流，稳定精度优于1%。具有0~60S软起动，电镀氧化着色时间可任意设定，自动定时。采用多相整流，减小输出电压纹波系数ru，特别适应于镀硬铬工艺，表面光洁度好，镀层厚度均匀。冷却方式：水冷、风冷、自冷。晶闸管全称晶体闸流管，又称可控硅:是一种功率半导体器件。它具有容量大、效率高、可控性好、寿命长以及体积小等诸多优点，是弱电控制和被控强电之间的桥梁。从节能的观点出发，电力电子技术被誉为新电气技术。我国的能源利用率较低，按国民生产单产能耗计算，我国则是法国的98倍、日本的43倍，因此以晶闸管为核心的电气控制装置的普及使用是我国有效节约电能的一项重要措施。通常用双三极管来描述可控硅的四层结构，看成一NPN和PNP晶体管的互联.若两晶体管的共基极电流放大系数分别为α1和α2(均为工作状态的函数)，导通的必要条件是α1+α2≃阻断状态下，两晶体管的电流放大系数均很小;若在正向阻断状态下，于控制极注入一正向电流，则NPN管的电流放大系数α1迅速增大，并导致α2的增大，从而满足导通条件.可控硅是一种极为重要的功率电子器件，可以以极小的控制功率控制兆瓦级的电力，常用于整流、开关、变频、逆变等电路中.高功率可控硅采用甚大面积的硅片，需封装在带散热器的管壳中.在可控整流电路的波形图中，发现晶闸管承受正向电压的每半个周期内，发出第一个触发脉冲的时刻都相同，也就是控制角α和导通角θ都相等，单结晶体管张弛振荡器怎样才能与交流电源准确地配合以实现有效的控制呢?为了实现整流电路输出电压“可控”，必须使晶闸管承受正向电压的每半个周期内，触发电路发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这种相互配合的工作方式，称为触发脉冲与电源同步。怎样才能做到同步呢?大家再看调压器的电路图(上图)。在这里单结晶体管张弛振荡器的电源是取自桥式整流电路输出的全波脉冲直流电压。在晶闸管没有导通时，张弛振荡器的电容器C被电源充电，UC按指数规律上升到峰点电压UP时，单结晶体管VT导通，在VS导通期间，负载RL上有交流电压和电流，与此导通的VS两端电压降很小，迫使张弛振荡器停止工作。当交流电压过零瞬间，晶闸管VS被迫关断，张弛振荡器得电，又开始给电容器C充电，重复以上过程。每次交流电压过零后，张弛振荡器发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这个时刻取决于RP的阻值和C的电容量。调节RP的阻值，就可以改变电容器C的充电时间，也就改变了第一个Ug发出的时刻，相应地改变了晶闸管的控制角，使负载RL上输出电压的平均值发生变化，达到调压的目的。双向晶闸管的T1和T2不能互换。否则会损坏管子和相关的控制电路。可控硅电源采用的串联谐振，即电压型谐振频率跟踪。因此效率较高、功率因数较高。所以有明显的节电效果，加热每吨棒料用电341度。可控硅电源前级不可控全桥整流，不会在整流段引起波形的变形，没有关断角的削波现象，并且用大电容滤波，因此谐波数小对电网的干扰小。随着我国工业化进程的飞速发展,感应加热领域也再快速发展.由于环保要求以及煤炭涨价,用焦煤加热不仅不符合环保要求,而且在价格和经济上也非常的不合算.另一方面,目前工业加热还大量使用着KGBS以可控硅为主器件的中频加热设备.功率因数低耗费着大量的电能.随着金融危机的曼延,节能降耗,缩减成本已经成为中小企业非常迫切的问题.于是我们利用近20年的感应加热经验,成功研制出JZ(IGBT)系列节能型中频。“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。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)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-BCR8KM、BCR08AM等等。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”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”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，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。·耐压级别的选择：通常把VDRM(断态重复峰值电压)和VRRM(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。·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。可控硅承受断态重复峰值电压VDRM和反向重复峰值电压VRRM时的峰值电流应小于器件规定的IDRM和IRRM。·通态(峰值)电压VTM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VTM小的可控硅。·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，则IH越小。·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。或电流持续时间短(小于1秒钟)的双向可控硅，可在自由空间工作。但大部分情况下，需要安装在散热器或散热的支架上，为了减小热阻，可控硅与散热器间要涂上导热硅脂。双向可控硅固定到散热器的主要方法有三种，夹子压接、螺栓固定和铆接。前二种方法的安装工具很容易取得。很多场合下，铆接不是一种推荐的方法。夹子压接：是推荐的方法，热阻最小。夹子对器件的塑封施加压力。这同样适用于非绝缘封装（sot82和sot78）和绝缘封装（sot186f-pack和更新的sot186ax-pack）。sot78就是to220ab。螺栓固定：sot78组件带有m3成套安装零件，包括矩形垫圈，垫圈放在螺栓头和接头片之间。应该不对器件的塑料体施加任何力量。安装过程中，螺丝刀决不能对器件塑料体施加任何力量；和接头片接触的散热器表面应处理，10mm上允许偏差02mm；安装力矩（带垫圈）应在55nm和8nm之间；应避免使用自攻丝螺钉，因为挤压可能导致安装孔周围的隆起，影响器件和散热器之间的热接触。安装力矩无法控制，也是这种安装方法的缺点；器件应首先机械固定，然后焊接引线。这可减少引线的不适当应力。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。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，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。（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。（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。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。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。常用可控硅的封装形式有TO-TO-TO-202AB、TO-TO-220AB、TO-3P、SOT-TO-TO-252等。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TTG。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TT2表示，不再划分成阳极或阴极。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。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。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AA2间压降也约1V。双向可控硅一旦导通，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A第二阳极A2电流减小，小于维持电流或AA2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。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5V~8V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，SCRSCR2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。SCRSCR2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。右图双向可控硅的伏安特性曲线,将此图与单向可控硅特性曲线比较,可看出双向可控硅的特性曲线与单向可控硅类似,只是双向可控硅正负电压均能导通,所以第三象限曲线与第一象限曲线类似,故双向可控硅可视为两个单向可控硅反相并联,双向可控硅的A、一A的击穿电压也不同,即可看出正负半周的电压皆可以使双向可控硅导通。一般使双向可控硅截止的方法与单向可控硅相同，即设法降低两阳极间的电流到保持电流以下,双向可控硅即截止。双向可控硅的触发与单向可控硅相似,可用直流信号,交流相位信号与脉冲信号来触发,所不同的是UA-Az为负电压时,仍可触发双向可控硅。双向可控硅的相位控制与单向可控硅很类似,但因双向可控硅能双向导通,在正负半周均能触发,可作为全波功率控制之用.因此双向可控硅除具有单向可控硅的优点,更方便交流功率控制。右图(a)为双向可控硅相位控制电路à电子技术中,常把交流电的半个周期定为180°，称为电角度。这样,在交流电的正、负半周,从规定时刻(通常为零值)，开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角αz晶闸管导通期间所对应的电角度叫导通角0。在右图(a)中,适当调整触发电路的RC时间常数即可改变它的控制角。右图(b)(c)分别是控制角为30°和导通:角150°时的UAi-z及负载的电压波形。一般双向可控硅所能控制的负载远比单向可控硅小,大体上而言约在600V,40A以下。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）。单、双向可控硅的判别：先任测两个极，若正、反测指针均不动（R×1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是TT1或TG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。且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。若正、反向测指示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10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。性能的差别：将旋钮拨至R×1挡，对于1~6A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1~6A双向可控硅，红笔接T1极，黑笔同时接G、T2极，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，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，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。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AG极后，再仔细测量AG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AG极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，AA1间阻值约10欧姆左右。随后断开AG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AG极间再次瞬间短接，给G极加上负的触发电压，AA2间的阻值也是10欧姆左右。随后断开AG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5V干电池，以提高触发电压。当控制极开路，阳极加上反向电压时，J2结正偏，但JJ3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”。可控硅会发生永久性反向。当控制极开路，阳极上加上正向电压时，JJ3结正偏，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，进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合，进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉，在N1区就有电子积累，在P2区就有空穴积累，结果使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JJJ3三个结均处于正偏，可控硅便进入正向导电状态---通态，它的特性与普通的PN结正向特性相似。G极与T1极靠近，距T2极较远。G—T1之间的正、反向电阻都很小。在肦l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。如果测出某脚和其他两脚都不通，就肯定是T2极。采用TO—220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。(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。规则为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电流≧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）。用螺旋双线或屏蔽线。门极和MT1间加电阻1kΩ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μH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μH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。规则器件固定到散热器时，避免让双向可控硅受到应力。然后焊接引线。不要把铆钉芯轴放在器件接口片一侧。规则为了长期可靠工作，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。双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家用电器等领域，实现交流调压、电机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光、舞台调光等多种功能，它还被用于固态继电器(SSR)和固态接触器电路中。图5是由双向晶闸管构成的接近开关电路。R为门极限流电阻，JAG为干式舌簧管。平时JAG断开，双向晶闸管TRIAC也关断。仅当小磁铁移近时JAG吸合，使双向晶闸管导通，将负载电源接通。由于通过干簧管的电流很小，时间仅几微秒，所以开关的寿命很长。现在可控硅应用市场相当广阔，可控硅应用在自动控制领域，工业电器及家电等方面都有可控硅的身影。许先生告诉记者，他目前的几个大单中还有用于卷发产品的单，可见可控硅在人们的生活中都有广泛的应用。更重要的是，可控硅应用相当稳定，比方说用于家电产品中的电子开关，可以说是鲜少变化的。无论其他的元件怎么变化，可控硅的变化是不大的，这相对来说，等于扩大的可控硅的应用市场，减少了投资的风险。随着消费类电子产品的热销，更为可控硅提供了销售空间。推出两款可优化消费电子产品性能的新型标准三端双向可控硅开关元件，这两种三端双向可控硅开关采用先进的平面硅结构设计，具有很高的可靠性，加上在导通状态下的损耗最多仅为5V，因而可达致高效率。这两种产品的目标应用领域包括：洗衣机、吸尘器、调光器、遥控开关和交流电机控制设备。过零触发型交流固态继电器(AC-SSR)的内部电路。主要包括输入电路、光电耦合器、过零触发电路、开关电路(包括双向晶闸管)、保护电路(RC吸收网络)。当加上输入信号VI(一般为高电平)、并且交流负载电源电压通过零点时，双向晶闸管被触发，将负载电源接通。固态继电器具有驱动功率小、无触点、噪音低、抗干扰能力强，吸合、释放时间短、寿命长，能与TTL\CMOS电路兼容，可取代传统的电磁继电器。双向可控硅可广泛用于工业、交通