双向可控硅的工作原理及原理图

,.双向可控硅的工作原理及原理图双向可控硅的工作原理1. 可控硅是 p1n1p2n2四层三端结构元件，共有三个pn 结，分析原理时，可以把它看作由一个 pnp 管和一个 npn 管所组成当阳极 a 加上正向电压时， bg1 和 bg2 管均处于放大状态。此时，如果从控制极g 输入一个正向触发信号， bg2 便有基流 ib2 流过，经 bg2 放大，其集电极电流ic2= 2ib2。因为 bg2 的集电极直接与 bg1 的基极相连，所以ib1=ic2 。此时，电流 ic2 再经 bg1 放大，于是 bg1 的集电极电流 ic1= 1ib1= 12ib2 。这个电流又流回到bg2 的基极，表成正反馈，使ib2 不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增， 可控硅使饱和导通。由于 bg1 和 bg2 所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极g 的电流消失了， 可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化2, 触发导通在控制极 g 上加入正向电压时（见图5 ）因 j3 正偏， p2 区的空穴时入 n2 区， n2 区的电子进入 p2 区，形成触发电流igt。在可控硅的内部正反馈作用（见图2 ）的基础上，加上igt 的作用，使可控硅提前导通，导致图3 的伏安特性 oa段左移， igt 越大，特性左移越快。triac 的特性什么是双向可控硅 :iac(tri-electrodeac switch)为三极交流开关，亦称为双向晶闸管或双向可控硅。tria c 为三端元件，其三端分别为t1 (第二端子或第二阳极 )，t 2(第一端子或第一阳极 )和 g(控制极 )亦为一闸极控制开关， 与 scr 最大的不同点在于triac 无论于正向或反向电压时皆可导通，其符号构造及外型，如图1 所示。因为它是双向元件，所以不管 t1 ,t2 的电压极性如何，若闸极有信号加入时，则t1 ,t2 间呈导通状态；反之，加闸极触发信号，则t1 ,t2 间有极高的阻抗。(a)符号(b)构造图 1 triac二.triac 的触发特性 :由于 triac 为控制极控制的双向可控硅,控制极电压 vg 极性与阳极间之电压vt1t2 四种组合分别如下：(1).vt1t2 为正,vg 为正。(2).vt1t2 为正,vg 为负。(3).vt1t2 为负,vg 为正。(4).vt1t2 为负,vg 为负。;.一般最好使用在对称情况下(1 与 4 或 2 与 3)，以使正负半周能得到对称的结果，最方便的控制方法则为1 与 4 之控制状态，因为控制极信号与vt1t2 同极性。图 2 triac 之 v-i 特性曲线如图 2 所示为 triac 之 v-i 特性曲线，将此图与 scr 之 vi 特性曲线比较，可看出triac 的特性曲线与 scr 类似，只是 triac 正负电压均能导通， 所以第三象限之曲线与第一象限之曲线类似，故 triac 可视为两个 scr 反相并联 triac 之 t1-t2 的崩溃电压亦不同，亦可看出正负半周的电压皆可以使triac 导通，一般使 triac 截止的方法与 scr 相同， 即设法降低两阳极间之电流到保持电流以下triac 即截止。三.triac 之触发：triac 的相位控制与 scr 很类似，可用直流信号， 交流相位信号与脉波信号来触发， 所不同者是 v t1-t2 负电压时， 仍可触发 triac 。四. triac 的相位控制：triac 的相位控制与 scr 很类似，但因 triac 能双向导通之故，在正负半周均能触发、可作为全波功率控制之用， 因此 triac 除具有 scr 的优点，更方便于交流功率控制，图3(a)为 triac 相位控制电路，只适当的调整rc 时间常数即可改变它的激发角，图3(b)，(c)分别是激发角为 30 度时的 vt1-t2 及负载的电压波形，一般triac 所能控制的负载远比 scr 小，大体上而言约在600v，40a 以下。（a）（b）ac 两端电压波形（c）两端电压波形五 .触发装置：triac 之触发电路与 scr 类似,可以用 rc 电路配合 ujt、put、diac 等元件组成的触发电路来触发，这些元件的触发延迟角。都可由改变电路所使用的电阻值来调整，其变化范围在 0180之间，正负半周均能导通，而在工业电力控制上，常以电压回授来调整触发延迟角，用以代表负载实际情况的电压回授，启动系统做良好的闭回路控制。这种由回授来控制触发延迟角，常由 ujt 或 tca785 来完成。实验：应用电路说明如图所示 ,利用 tca785 所组成之 triac 相位控制电路， 其动作原理与 scr 之 tca785 相位控制电路相似， 由于 tr iac 在电源正负半周均能导通，所以第 14 脚(控制正半周之激发角 )与第 15