2018-11-04 16:20:36

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双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的,对外也引出三个电极,其结构如图所示。双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联,但只有一个控制极。

基本信息

  • 中文名

    双向晶闸管,双向可控硅

  • 外文名

    TRIAC:TRIode AC semiconductor switch

  • 概述

    双向晶闸管是由N-P-N

  • 基本信息

    双向晶闸管的伏安特性曲

  • 检查方法

    双向晶闸管作电子开关使用,

折叠 编辑本段 基本信息

双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性,如图所示。

双向晶闸管的伏安特性曲线 由于双向晶闸管正、反特性具有对称性,所以它可在任何一个方向导通,是一种理想的交流开关器件。

折叠 编辑本段 检查方法

检查双向晶闸管的好坏:双向晶闸管作电子开关使用,能控制交流负载(例如白炽灯)的通断,根据白炽灯的亮灭情况,可判断双向晶闸管的好坏。将220V交流电源的任意一端接T2,另一端经过220V、100W白炽灯接T1。触发电路由开关S和门极限流电阻R组成。S选用耐压220VAC的小型钮子开关或拉线开关。R的阻值取100~330Ω,R值取得过大,会减小导通角。

检查步骤:

第一步,先将S断开,此时双向晶闸管关断,灯泡应熄灭。若灯泡正常发光,则说明双向晶闸管T1-T2极间短路,管子报废;如果灯泡轻微发光,表明T1-T2漏电流太大,管子的性能很差。出现上述两种情况,应停止试验。

第二步:闭合S,因为门极上有触发信号,所以只需经过几微秒的时间,双向晶闸管即导通通,白炽灯上有交流电流通过而正常发光。具体工作过程分析如下:在交流电的正半周,设Ua>Ub,则T2为正,T1为负,G相对于T2也为负,双向晶闸管按照T2-T1的方向导通。在交流电的负半周,设Ua<Ub,则T2为负,T1为正,G相对于T2也为正,双向晶闸管沿着T1→T2的方向导通。综上所述,仅当S闭合时灯泡才能正常发光,说明双向晶闸管质量良好。如果闭合时灯泡仍不发光,证明门极已损坏。

注意事项:

(1)本方法只能检查耐压在400V以下的双向晶闸管。对于耐压值为100V、200V的双向晶闸管,需借助自耦调压器把220V交流电压降到器件耐压值以下。

(2)T1和T2的位置不得接反,否则不能触发双向晶闸管。

(3)具体到Ua、Ub中的哪一端接火线(相线),哪端接零线,可任选。

(4)利用双向晶闸管作电子开关比机械开关更加优越。因为只需很低的控制功率,就能控制相当大的电流,它不存在触点抖动问题,动作速度极快,在关断时也不会出现电弧现象。实际应用时,图5.9.14中的开关S可用固态继电器、干簧继电器、光电继电器等代替。

折叠 编辑本段 工作原理

双向晶闸管与单向晶闸管一样,也具有触发控制特性。不过,它的触发控制特性与单向晶闸管有很大的不同,这就是无论在阳极和阴极间接入何种极性的电压,只要在它的控制极上加上一个触发脉冲,也不管这个脉冲是什么极性的,都可以使双向晶闸管导通。由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实现触发控制,因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分,通常把这两个主电极称为T1电极和T2电极,将接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极,将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。由于双向晶闸管的两个主电极没有正负之分,所以它的参数中也就没有正向峰值电压与反同峰值电压之分,而只用一个最大峰值电压,双向晶闸管的其他参数则和单向晶闸管相同。

折叠 构造

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。大功率双向晶闸管大多采用RD91型封装。

折叠 检测方法

1、判定T1极

由图可见,G极与T2极靠近,距T1极较远。因此,G-T2之间的正、反向电阻都很小。在用 RXl档测任意两脚之间的电阻时,只有在G-T2之间呈现低阻,正、反向电阻仅几十欧,而T1-G、T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。这表明,如果测出某脚和其他两脚都不通,就肯定是T1极。另外,采用TO-220封装的双向晶闸管,T1极通常与小散热板连通,据此亦可确定T1极。

2、区分G极和T2极

(1) 找出T1极之后,首先 假定剩下两脚中某一脚为T2极,另一脚为G极。

(2) 把黑表笔接T2极,红表笔接T1极,电阻为无穷大。接着用红表笔尖把T1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T2一T1。再将红表笔尖与G极脱开(但仍接T1),若电阻值 保持不变,证明管子在触发之后能维持导通状态。

(3) 把红表笔接T2极,黑表笔接T1极,然后使T1与G短路,给G极加上正触发信号,电阻值仍为十欧左右,与G极脱开后若阻值不变,则说明管子经 触发后,在T1一T2方向上也能维持导通状态,因此具有双向触发性质。由此证明上述假定正确。否则是假定与实际不符,需再作出假定,重复以上测量。显见, 在识别G、T2,的过程中,也就检查了双向晶闸管的触发能力。如果按哪种假定去测量,都不能使双向晶闸管触发导通,证明管于巳损坏。对于lA的管子,亦可用RXl0档检测,对于3A及3A以上的管子,应选RXl档,否则难以维持导通状态。

折叠 编辑本段 发展

双向晶闸管的发展现状在我国精管行业发展很快。国内分立器件厂商的主要产品以硅基二极管、三极管和晶闸管为主,国际功率半导体器件的主流主品功率MOS器件只是近年来才有所涉及,且主要为平面栅结构的VDMOS器件,IGBT还处于研发阶段。宽禁带半导体器件主要是以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)为主,尚未有针对市场应用的宽禁带半导体产品器件的产品研发。

折叠 产品分类

一、普通二极管、三极管国内的自给率已经很高,但是在高档的功率二极管,大部分还依赖进口,国内的产品性能还有不小的差距。

二、ABB晶闸管类器件产业成熟,种类齐全,普通晶闸管、快速晶闸管、超大功率晶闸管、光控晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、高频晶闸管都能生产。中国南车集团当前可以生产6英寸、4000A、8500V超大功率晶闸管,居世界领先水平,已经在我国的机车上大量使用,为我国的铁路现代化建设做出了贡献。

三、在功率管领域,逐步有国内的企业技术水平上升到MOS工艺,MOSFET的产业有一定规模,进入21世纪后,这类器件的产品已批量进入市场,几十安培、200V的器件在民用产品上获得了广泛应用,进口替代已然开始。

四、IGBT、FRD(快恢复二极管)已经有所突破,FRD初见规模。IGBT从封装起步向芯片设计制造发展,从PT结构向NPT发展,沟槽工艺正在开发中。IGBT产品进入中试阶段,

五、在电源管理领域,2008年前十名都见不到国内的企业。

折叠 产业链

一、设计:国内IGBT还处于研制阶段,还没有商品化的IGBT投入市场,我国IGBT芯片的产业化道路比较漫长。目前国内的民营和海归人士设立的公司已经研发出了低端的IGBT产品,如常州宏微、嘉兴斯达。南车集团就不说了。

二、制造:IGBT对于技术要求较高,国内企业还没有从事IGBT生产。考虑到IP保护以及技术因素的限制,外资IDM厂商也没有在国内进行IGBT晶圆制造和封装的代工。华虹NEC和成芯的8寸线、华润上华和深圳方正的6寸线均可提供功率器件的代工服务。

三、封装:我国只有少数企业从事中小功率IGBT的封装,而且尚未形成规模化生产,在IGBT芯片的产业化以及大功率IGBT封装领域的技术更是一片空白。

折叠 变化

一、BCD工艺已从无到有,从低压向高压发展,从硅基向SOI基发展。

二、从封装起步向芯片设计制造发展,从PT结构向NPT发展,沟槽工艺正在开发中。

折叠 编辑本段 分类

折叠 1:外形

一:平板式双向晶闸管

双向晶闸管双向晶闸管二:螺旋式双向晶闸管螺旋式晶闸管螺旋式晶闸管

折叠 2:电流

200到800A

折叠 3:电压

100到2000V

折叠 编辑本段 尺寸

一:平板式

1:12.5X¤44X¤24

14:26X¤51.5X¤34

27:26X¤75X¤50

2:13.5X¤49X¤28

15:26.5X¤56X¤40

28:20X¤68X¤47

3:13.5X¤56X¤32

16:26.5X¤60X¤45

29:20X¤72X¤51

4:17X¤64X¤37

17:26.5X¤66X¤47

30:14X¤75X¤50

5:17X¤66X¤42

18:26X¤74X¤55

31:26X¤78X25

(外接)特殊

6:17X¤76X¤46.5

19:26X¤74.5X¤60

32:35X¤118X¤84

7:13.8X¤35.5X¤19

20:25X¤88X¤70

33:35X¤150X¤100

8:14.6X¤40X¤25

21:25.5X¤110X¤73

34:26X¤73X¤47

9:16X¤46X¤29

22:14X¤42X¤19


10:16X¤51X¤35

23:20X¤54X¤33


11:16X¤56X¤40

24:14X¤47X¤25


12:25X¤40.5X¤25

25:20X¤60X¤37


13:25X¤46.5X¤30

26:14X¤57X¤33


二:螺栓式

1:45~m6x1.0

14:58~m8x1.25

27:49~m6

2:58~m8x1.25

15:58~m10x1.5

28:173~m10

3:58~m10x1.5

16:194~m10x1.5

29:20X¤72X¤51

4:204~m10x1.5

17:206~m12x1.75

30:14X¤75X¤50

5:226~m12x1.75

18:230~m16x2.0

31:26X¤78X25

(外接)特殊

6:217~m16x2.0

19:210~m12x1.75

32:35X¤118X¤84

7:240~m20x2.5

20:230~m20x2.5

33:35X¤150X¤100

8:215~m12x1.75

21:197~40

34:26X¤73X¤47

9:290~m20x2.5

22:340~m30x2.5


10:270~m24x1.5

23:280~m20x2.5


11:215~m10

24:217~m18


12:339~m30x3.5

25:29~m5


13:42~m6x1.0

26:38~m6


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