“雙向可控矽”：是在普通可控矽的基礎上發展而成的，它不僅能代替兩隻反極性并聯的可控矽，而且僅需一個觸發電路，是比較理想的交流開關器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關之意。

一種以矽單晶為基本材料的P1N1P2N2四層三端器件，創制于1957年，由于它特性類似于真空閘流管，所以國際上通稱為矽晶體閘流管，簡稱可控矽T。又由于可控矽最初應用于可控整流方面所以又稱為矽可控整流元件，簡稱為可控矽SCR。

在性能上，可控矽不僅具有單向導電性，而且還具有比矽整流元件（俗稱“死矽”）更為可貴的可控性。它隻有導通和關斷兩種狀态。

可控矽能以毫安級電流控制大功率的機電設備，如果超過此頻率，因元件開關損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時，标稱電流應降級使用。

可控矽的優點很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數高達幾十萬倍；反應極快，在微秒級内開通、關斷；無觸點運行，無火花、無噪音；效率高，成本低等等。

可控矽的弱點：靜态及動态的過載能力較差；容易受幹擾而誤導通。

雙向可控矽為什麼稱為“TRIAC”？三端：TRIode（取前三個字母），交流半導體開關：ACsemiconductorswitch（取前兩個字母），以上兩組名詞組合成“TRIAC”，中文譯意“三端雙向可控矽開關”。由此可見“TRIAC”是雙向可控矽的統稱。

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：雙向可控矽。以“BCR”來命名雙向可控矽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”，也是對雙向可控矽産品的型号命名，典型的生産商如：意法ST公司、荷蘭飛利浦-Philips公司，均以此來命名雙向可控矽。

代表型号如：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/雙向可控矽；

Philips公司的産品型号前綴為“BTA”字頭的，通常是指三象限的雙向可控矽。

而意法ST公司，則以“BT”字母為前綴來命名元件的型号并且在“BT”後加“A”或“B”來表示絕緣與非絕緣組合成：“BTA”、“BTB”系列的雙向可控矽型号，如：

三象限/絕緣型/雙向可控矽：BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600B等等；

四象限/非絕緣/雙向可控矽：BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B等等；

ST公司所有産品型号的後綴字母（型号最後一個字母）帶“W”的，均為“三象限雙向可控矽”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”；代表型号如：BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW等。

至于型号後綴字母的觸發電流，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，

型号沒有後綴字母之觸發電流，通常為25-35mA；

PHILIPS公司的觸發電流代表字母沒有統一的定義，以産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範圍，産品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。

雙向可控矽可被認為是一對反并聯連接的普通可控矽的集成，工作原理與普通單向可控矽相同。雙向可控矽有兩個主電極T1和T2， 一個門極G， 門極使器件在主電極的正反兩個方向均可觸發導通，所以雙向可控矽在第1和第3象限有對稱的伏安特性。雙向可控矽門極加正、負觸發脈沖都能使管子觸發導通，因此有四種觸發方式。雙向可控矽應用為正常使用雙向可控矽，需定量掌握其主要參數，對雙向可控矽進行适當選用并采取相應措施以達到各參數的要求。

·耐壓級别的選擇： 通常把VDRM（斷态重複峰值電壓）和 VR R M（反向重複峰值電壓）中較小的值标作該器件的額定電壓。 選用時，額定電壓應為正常工作峰值電壓的2~3倍，作為允許的操作過電壓裕量。

·電流的确定： 由于雙向可控矽通常用在交流電路中，因此不用平均值而用有效值來表示它的額定電流值。由于可控矽的過載能力比一般電磁器件小，因而一般家電中選用可控矽的電流值為實際工作電流值的2~3倍。 同時， 可控矽承受斷态重複峰值電壓VD R M 和反向重複峰值電壓 V R R M 時的峰值電流應小于器件規定的IDRM 和 IRRM。

·通态（峰值）電壓 VT M 的選擇： 它是可控矽通以規定倍數額定電流時的瞬态峰值壓降。為減少可控矽的熱損耗，應盡可能選擇VT M 小的可控矽。

·維持電流： IH 是維持可控矽保持通态所必需的最小主電流，它與結溫有關，結溫越高， 則 IH 越小。

·電壓上升率的抵制： dv/dt指的是在關斷狀态下電壓的上升斜率，這是防止誤觸發的一個關鍵參數。此值超限将可能導緻可控矽出現誤導通的現象。由于可控矽的制造工藝決定了 A2 與 G 之間會存在寄生電容。

對負載小，或電流持續時間短（小于1 秒鐘）的雙向可控矽， 可在自由空間工作。 但大部分情況下，需要安裝在散熱器或散熱的支架上，為了減小熱阻，可控矽與散熱器間要塗上導熱矽脂。

雙向可控矽固定到散熱器的主要方法有三種，夾子壓接、螺栓固定和鉚接。前二種方法的安裝工具很容易取得。 很多場合下，鉚接不是一種推薦的方法。

夾子壓接：是推薦的方法，熱阻最小。夾子對器件的塑封施加壓力。這同樣适用于非絕緣封裝（sot82 和sot78 ） 和絕緣封裝（ sot186 f-pack 和更新的sot186a x-pack）。注意，sot78 就是to220ab。

螺栓固定：sot78 組件帶有m3 成套安裝零件，包括矩形墊圈，墊圈放在螺栓頭和接頭片之間。應該不對器件的塑料體施加任何力量。

安裝過程中，螺絲刀決不能對器件塑料體施加任何力量；和接頭片接觸的散熱器表面應處理，保證平坦，10mm上允許偏差0.02mm；安裝力矩（帶墊圈）應在0.55nm 和0.8nm 之間；應避免使用自攻絲螺釘，因為擠壓可能導緻安裝孔周圍的隆起，影響器件和散熱器之間的熱接觸。安裝力矩無法控制，也是這種安裝方法的缺點；器件應首先機械固定，然後焊接引線。這可減少引線的不适當應力。

盡管從形式上可将雙向可控矽看成兩隻普通可控矽的組合，但實際上它是由7隻晶體管和多隻電阻構成的功率集成器件。小功率雙向可控矽一般采用塑料封裝，有的還帶散熱闆。典型産品有BCMlAM（1A/600V）、BCM3AM（3A/600V）、2N6075（4A/600V），MAC218-10（8A/800V）等。大功率雙向可控矽大多采用RD91型封裝。

雙向可控矽屬于NPNPN五層器件，三個電極分别是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。雙向可控矽由于正、反向特性曲線具有對稱性，所以它可在任何一個方向導通。

雙向可控矽第一陽極A1與第二陽極A2間，無論所加電壓極性是正向還是反向，隻要控制極G和第一陽極A1間加有正負極性不同的觸發電壓，就可觸發導通呈低阻狀态。此時A1、A2間壓降也約1V。雙向可控矽一旦導通，即使失去觸發電壓，也能繼續保持導通狀态。隻有當第一陽極A1、第二陽極A2電流減小，小于維持電流或A1、A2間當電壓極性改變且沒有觸發電壓時，雙向可控矽才截斷，此時隻有重新加觸發電壓方可導通。

将兩隻單向可控矽SCRl、SCR2反向并聯。再将控制闆與本觸發電路連接，就組成了一個簡單實用的大功率無級調速電路。這個電路的獨特之處在于可控矽控制極不需外加電源，隻要将負載與本電路串聯後接通電源，兩個控制極與各自的陰極之間便有5V~8V脈動直流電壓産生，調節電位器R2即可改變兩隻可控矽的導通角，增大R2的阻值到一定程度，便可使兩個主可控矽阻斷，因此R2還可起開關的作用。該電路的另一個特點是兩隻主可控矽交替導通，一個的正向壓降就是另一個的反向壓降，因此不存在反向擊穿問題。但當外加電壓瞬時超過阻斷電壓時，SCR1、SCR2會誤導通，導通程度由電位器R2決定。SCR3與周圍元件構成普通移相觸發電路，其原理這裡從略。

SCR1、SCR2選用封裝好的可控矽模塊（110A/1000V），SCR3選用BTl36，即600V的雙向可控矽。本電路如用于感性負載，應增加R4，C3阻容吸收電路及壓敏電阻RV作過壓保護，防止負載斷開和接通瞬間産生很高的感應電壓損壞可控矽。

1.可控矽是P1N1P2N2四層三端結構元件，共有三個PN結，分析原理時，可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成。

當陽極A加上正向電壓時，BG1和BG2管均處于放大狀态。此時，如果從控制極G輸入一個正向觸發信号，BG2便有基流ib2流過，經BG2放大，其集電極電流ic2=β2ib2。因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic。

2.此時，電流ic2再經BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個電流又流回到BG2的基極，表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環的結果，兩個管子的電流劇增，可控矽使飽和導通。

由于BG1和BG2所構成的正反饋作用，所以一旦可控矽導通後，即使控制極G的電流消失了，可控矽仍然能夠維持導通狀态，由于觸發信号隻起觸發作用，沒有關斷功能，所以這種可控矽是不可關斷的。

由于可控矽隻有導通和關斷兩種工作狀态，所以它具有開關特性，這種特性需要一定的條件才能轉化，條件如下：

A、從關斷到導通1、陽極電位高于是陰極電位，2、控制極有足夠的正向電壓和電流，兩者缺一不可。

B、維持導通1、陽極電位高于陰極電位，2、陽極電流大于維持電流，兩者缺一不可。

C、從導通到關斷1、陽極電位低于陰極電位，2、陽極電流小于維持電流，任一條件即可。

觸發導通

在控制極G上加入正向電壓時因J3正偏，P2區的空穴時入N2區，N2區的電子進入P2區，形成觸發電流IGT。在可控矽的内部正反饋作用的基礎上，加上IGT的作用，使可控矽提前導通，導緻伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。

反向特性

當控制極開路，陽極加上反向電壓時，J2結正偏，但J1、J3結反偏。此時隻能流過很小的反向飽和電流，當電壓進一步提高到J1結的雪崩擊穿電壓後，接差J3結也擊穿，電流迅速增加，特性開始彎曲，如特性OR段所示，彎曲處的電壓URO叫“反向轉折電壓”。此時，可控矽會發生永久性反向。

正向特性

當控制極開路，陽極上加上正向電壓時，J1、J3結正偏，但J2結反偏，這與普通PN結的反向特性相似，也隻能流過很小電流，這叫正向阻斷狀态，當電壓增加，特性發生了彎曲，如特性OA段所示，彎曲處的是UBO叫：正向轉折電壓，由于電壓升高到J2結的雪崩擊穿電壓後，J2結發生雪崩倍增效應，在結區産生大量的電子和空穴，電子時入N1區，空穴時入P2區。進入N1區的電子與由P1區通過J1結注入N1區的空穴複合，同樣，進入P2區的空穴與由N2區通過J3結注入P2區的電子複合，雪崩擊穿，進入N1區的電子與進入P2區的空穴各自不能全部複合掉，這樣，在N1區就有電子積累，在P2區就有空穴積累，結果使P2區的電位升高，N1區的電位下降，J2結變成正偏，隻要電流稍增加，電壓便迅速下降，出現所謂負阻特性。

這時J1、J2、J3三個結均處于正偏，可控矽便進入正向導電狀态---通态，此時，它的特性與普通的PN結正向特性相似。

DIP4管腳型ZC三端雙向可控矽光電耦合器

利用萬用表RXl檔判定雙向可控矽電極的方法，同時還檢查觸發能力。

判定T2極

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，隻有在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封裝的雙向可控矽，T2極通常與小散熱闆連通，據此亦可确定T2極。

區分G極和T1極

（1）找出T2極之後，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。接着用紅表筆尖把T2與G短路，給G極加上負觸發信号，電阻值應為十歐左右，證明管子已經導通，導通方向為T1一T2。再将紅表筆尖與G極脫開（但仍接T2），若電阻值保持不變，證明管子在觸發之後能維持導通狀态。

交流調壓多采用雙向可控矽，它具有體積小、重量輕、效率高和使用方便等優點，對提高生産效率和降低成本等都有顯著效果，但它也具有過載和抗幹擾能力差，且在控制大電感負載時會幹擾電網和自幹擾等缺點，下面談談可控矽在其使用中如何避免上述問題。

1：靈敏度

雙向可控矽是一個三端元件，但我們不再稱其兩極為陰陽極，而是稱作T1和T2極，G為控制極，其控制極上所加電壓無論為正向觸發脈沖或負向觸發脈沖均可使控制極導通，四種條件下雙向可控矽均可被觸發導通，但是觸發靈敏度互不相同，即保證雙向可控矽能進入導通狀态的最小門極電流IGT是有區别的，其中（a）觸發靈敏度最高，（b）觸發靈敏度最低，為了保證觸發同時又要盡量限制門極電流，應選擇（c）或（d）的觸發方式。

2：可控矽過載的保護

可控矽元件優點很多，但是它過載能力差，短時間的過流，過壓都會造成元件損壞，因此為保證元件正常工作，需有條件（1）外加電壓下允許超過正向轉折電壓，否則控制極将不起作用；（2）可控矽的通态平均電流從安全角度考慮一般按最大電流的1.5～2倍來取；（3）為保證控制極可靠觸發，加到控制極的觸發電流一般取大于其額值，除此以外，還必須采取保護措施，一般對過流的保護措施是在電路中串入快速熔斷器，其額定電流取可控矽電流平均值的1.5倍左右，其接入的位置可在交流側或直流側，當在交流側時額定電流取大些，一般多采用前者，過電壓保護常發生在存在電感的電路上，或交流側出現幹擾的浪湧電壓或交流側的暫态過程産生的過壓。由于，過電壓的尖峰高，作用時間短，常采用電阻和電容吸收電路加以抑制。

3：控制大電感負載時的幹擾電網和自幹擾的避免

可控矽元件控制大電感負載時會有幹擾電網和自幹擾的現象，其原因是當可控矽元件控制一個連接電感性負載的電路斷開或閉合時，其線圈中的電流通路被切斷，其變化率極大，因此在電感上産生一個高電壓，這個電壓通過電源的内阻加在開關觸點的兩端，然後感應電壓一次次放電直到感應電壓低于放電所必須的電壓為止，在這一過程中将産生極大的脈沖束。這些脈沖束疊加在供電電壓上，并且把幹擾傳給供電線或以輻射形式傳向周圍空間，這種脈沖具有很高的幅度，很寬的頻率，因而具有感性負載的開關點是一個很強的噪聲源。

3.1：為防止或減小噪聲，對于移相控制式交流調壓一般的處理方法有電感電容濾波電路，阻容阻尼電路和雙向二極管阻尼電路及其它電路。

3.2：電感電容濾波電路，由電感電容構成諧振回路，其低通截止頻率為f=1/2π

Ic，一般取數十千赫低頻率。

3.3：雙向二極管阻尼電路。由于二極管是反向串聯的，所以它對輸入信号極性不敏感。當負載被電源激勵時，抑制電路對負載無影響。當電感負載線圈中電流被切斷時，則在抑制電路中有瞬态電流流過，因此就避免了感應電壓通過開關接點放電，也就減小了噪聲，但是要求二極管的反向電壓應比可能出現的任何瞬态電壓高。另一個是額定電流值要符合電路要求。

3.4：電阻電容阻尼電路，利用電容電壓不能突變的特性吸收可控矽換向時産生的尖峰狀過電壓，把它限制在允許範圍内。串接電阻是在可控矽阻斷時防止電容和電感振蕩，起阻尼作用，另外阻容電路還具有加速可控矽導通的作用。

3.5：另外一種防止或減小噪聲的方法是利用通斷比控制交流調壓方式，其原理是采用過零觸發電路，在電源電壓過零時就控制雙向可控矽導通和截止，即控制角為零，這樣在負載上得到一個完整的正弦波，但其缺點是适用于時間常數比通斷周期大的系統，如恒溫器。

晶閘管元件的主要弱點是承受過電流和過電壓的能力很差，即使短時間的過流和過電壓，也可能導緻晶閘管的損壞，所以必須對它采用适當的保護措施。

1. 過電流保護

晶閘管出現過電流的主要原因是過載、短路和誤觸發。過電流保護有以下幾種：

快速容斷器 快速容斷器中的溶絲是銀質的，隻要選用适當，在同樣的過電流倍數下，它可以在晶閘管損壞前先溶斷，從而保護了晶閘管。

過電流繼電器 當電流超過過電流繼電器的整定值時，過電流繼電器就會動作，切斷保護電路。但由于繼電器動作到切斷電路需要一定時間，所以隻能用作晶閘管的過載保護。

過載截止保護 利用過電流的信号将晶閘管的觸發信号後移，或使晶閘管得導通角減小，或幹脆停止觸發保護晶閘管。

2. 過電壓保護

過電壓可能導緻晶閘管的擊穿，其主要原因是由于電路中電感元件的通斷、熔斷器熔斷或晶閘管在導通與截止間的轉換。對過壓保護可采用兩種措施

阻容保護 阻容保護是電阻和電容串聯後，接在晶閘管電路中的一種過電壓保護方式，其實質是利用電容器兩端電壓不能突變和電容器的電場儲能以及電阻使耗能元件的特性，把過電壓的能量變成電場能量儲存在電場中，并利用電阻把這部分能量消耗掉。

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