双向晶闸管

      本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。

      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。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。

中文名

双向晶闸管

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，

目录

1.       1产品简介
2.       2双向晶闸管的伏安特性曲线
3.       3检查方法
4.       4工作原理

1.       5发展
2.       ▪产品分类
3.       ▪产业链
4.       ▪变化
5.       6分类
6.       ▪外形

1.       ▪电流
2.       ▪电压
3.       7尺寸
4.       8工作特性

产品简介

      编辑

      双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性，如图1所示 [1]。

双向晶闸管的伏安特性曲线

      编辑

      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。

检查方法

      编辑

      检查双向晶闸管的好坏：双向陵樱悼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，根笑厦润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值取得过骗付婶大，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，灯泡应熄市民市灭。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，询寒应停止试验。

      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以下的双向晶闸榆迎管。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墓体想管。

      (3)具体到Ua习项永欢、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，开关S可用固态继电器、干簧继电器、光电继电器等代替 [2]。

工作原理

      编辑

发展

      编辑

      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。

      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。

      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。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。

      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 [1]。

分类

      编辑

      外形

      一、平板式双向晶闸管；

      电流

      200到800A。

      电压

      100到2000V。

尺寸

      编辑

      一、平板式

      1：12.5X¤44X¤24

      2：13.5X¤49X¤28

      3：13.5X¤56X¤32

      4：17X¤64X¤37

      5：17X¤66X¤42

      6：17X¤76X¤46.5

      7：13.8X¤35.5X¤19

      8：14.6X¤40X¤25

      9：16X¤46X¤29

      10：16X¤51X¤35

      11：16X¤56X¤40

      12：25X¤40.5X¤25

      13：25X¤46.5X¤30

      二、螺栓式

      1：45~m6x1.0

      2：58~m8x1.25

      3：58~m10x1.5

      4:204~m10x1.5

      5：226~m12x1.75

      6：217~m16x2.0

      7：240~m20x2.5

      8：215~m12x1.75

      9：290~m20x2.5

      10：270~m24x1.5

      11：215~m10

      12：339~m30x3.5

      13：42~m6x1.0

工作特性

      编辑

      （1）双向晶闸管导通必须具备的条件是：只要在控制极（G）加有正或负向触发电压（即UG>0或UG<0=，则不论第一阳极（T1）与第二阳极（T2）之间加正向电压或是反向电压，晶闸管都能导通。 

      （2）晶闸管导通后，控制极（G）将失去作用，即：当UG=0，晶闸管仍然导通。  

      （3）只要使其导通（工作）电流小于晶闸管的维持电流值，或第一阳极（T1）与第二阳极（T2）间外加的电压过零时，双向晶闸管都将关断 [3]。