电子元件-双向触发二极管与可控硅

目录：

双向触发二极管

1.双向触发二极管原理和电路示例

2.双向触发二极管分类

二、可控硅

1、工作原理

2.主要参数和意义

3.检测双向可控硅

4.使用可控硅的原则

5、参考电路

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双向触发二极管

1.双向触发二极管原理和电路示例

双向触发二极管也称为二端交流器件(DIAC)，二端半导体器件属于三层结构，对称。常用于触发电路中的双向可控硅和过压保护。

图1是其结构示意图。图2和图3是其符号和等效电路，可等效于基极开路、发射极和集电极对称NPN型晶体管。因此，两个完全可用。NPN如图4所示连接晶体管进行替代。

双向触发二极管正反伏安特性几乎完全对称(见图5)。当装置两端的电压U低于正转折电压时V（B当设备呈高阻态时。当U>V(B0)管道击穿导通进入负阻区。同样，U大于反向转折电压V（BR）管道也可进入负阻区。转折电压的对称性V（B）表示。V（B）=V（B0）-V（BR）。一般V（B）应小于2伏。双向触发二极管的正转折电压值一般有三个等级：20~60V、100～150V、200～250V。转弯电压大于20V，双向二极管可用万用表电阻挡正反向测量，表针不应移动（R*10k),但还不能完全确定它是好的。检测它的质量，并能提供超过250V直流电压的电源在检测过程中不应mA。用晶体管耐压试验器检测非常方便。如果没有，可以用兆欧表按图6所示测量(正反一次)，电压大一次V（BR）。

例如：测一个DB第一次是27型二极管.5V，反向后测量28V，则V（B）=V（B0）-V（BR）=28V-27.5V=0.5V<2V,表明该管对称性好。

图7是由双向触发二极管和双向可控硅组成的台灯调光电路。调整电位器R2.通过灯泡的电流(平均值)实现连续调光，可以改变双向可控硅的导角。如果灯泡换成电熨斗，电热床垫也可以实现连续的温度调节。当双向可控硅加散热器时，该电路可控负载功率达到500W，各元件参数见图所示。

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2.双向触发二极管分类

常用有：DB3、DB4、DB5、DB6.高压双向触发二极管

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二、可控硅

1、工作原理

阳极A端加正向电压时，V1和V当控制极G端输入正向触发信号时，2管处于放大状态V2管有基极电流Ib2通过，经过V2管放大后，集电极电流为Ic2=β2Ib2。而Ic2沿电路流至V1基极，所有Ib1=Ic2，电流又经V1管放大后，得到V1.集电极电流为Ic1=β1Ib1=β1β2Ib2。这个电流又回来了V使2的基极V2的基极电流Ib增加，从而形成正反馈，使电流急剧增加，进而使可控硅饱和并导通。由于在电路中形成了正反馈，所以可控硅一旦导通后无法关断，即使控制极G端的电流消失，可控硅仍能继续维持这种导通的状态。

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2.主要参数和意义

1)门极触发电流（I）：使可控硅从阻断到完全导通所需的最小门极电流。

2)门极触发电压（Vgt）：门极电压对应门极触发电流。

3）维持电流（IH）：门极断路，在室温下，可控硅被触发导通，以保持导通所需的最小电流。

4)断态重复峰值电压（V）：门极断路，在一定温度下，允许在设备上重复正向峰值电压。

注：重复频率为每秒50次，每次持续时间小于10次ms。

5)反向重复峰值电压:门极断路，在一定温度下允许重复加在设备上的反向峰值电压。

注：重复频率为每秒50次，每次持续时间小于10次ms。

6）断态电压临界上升率：在规定条件下，可控硅能承受而没有影响的最大通态电流上升率。

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3、双向可控硅的检测

用万用表电阻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，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。

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4、可控硅的使用原则

1）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。

2）要断开（切换）闸流管（或双向可控硅），负载电流必须间，使能回复至截止状态。在可能的最高运行

温度下必须满足上述条件。

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-，+）。

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 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。

5）若 dV D/dt 或 dV COM/dt可能引起问题，在MT1和MT2间加入RC缓冲电路。

若高dI COM/dt 可能引起问题，加入一只几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。

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μH的不饱和电感，以限制dI T/dt；用MOV跨接于电源，并在电源侧增加滤波电路。

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。

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。

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。

10）为了长期可靠工作，应保证 Rth j-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。

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5、参考电路

参考电路见“可控硅应用”。

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