电子元件-双向触发二极管与可控硅
目录：
一、双向触发二极管
1、双向触发二极管原理与电路示例
2、双向触发二极管分类
二、可控硅
1、工作原理
2、主要参数及意义
3、双向可控硅的检测
4、可控硅的使用原则
5、参考电路
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一、双向触发二极管
1、双向触发二极管原理与电路示例
双向触发二极管亦称二端交流器件(DIAC)，属三层结构，具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅，在电路中作过压保护等用途。
图1是它的构造示意图。图2、图3分别是它的符号及等效电路，可等效于基极开路、发射极与集电极对称的NPN型晶体管。因此完全可用二只NPN晶体管如图4连接来替代。
双向触发二极管正、反向伏安特性几乎完全对称（见图5）。当器件两端所加电压U低于正向转折电压V（B0）时，器件呈高阻态。当U>V(B0)时，管子击穿导通进入负阻区。同样当U大于反向转折电压V（BR）时，管子同样能进入负阻区。转折电压的对称性用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向转折电压值一般有三个等级：20～60V、100～150V、200～250V。由于转折电压都大于20V，可以用万用表电阻挡正反向测双向二极管，表针均应不动（R*10k),但还不能完全确定它就是好的。检测它的好坏，并能提供大于250V的直流电压的电源，检测时通过管子的电流不要大于是5mA。用晶体管耐压测试器检测十分方便。如没有，可用兆欧表按图6所示进行测量（正、反各一次），电压大的一次V（BR）。
例如：测一只DB3型二极管，第一次为27.5V，反向后再测为28V，则V（B）=V（B0）-V（BR）=28V-27.5V=0.5V<2V,表明该管对称性很好。
图7是双向触发二极管与双向可控硅等元件构成的台灯调光电路。通过调节电位器R2，可以改变双向可控硅的导通角，从而改变通过灯泡的电流（平均值）实现连续调光。如果将灯泡换电熨斗、电热褥还可实现连续调温。该电路在双向可控硅加散热器的情况下，可控负载功率达500W，各元件参数见图所标注。
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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
当阳极A端加上正向电压时，V1和V2管均处于放大状态，此时由控制极G端输入正向触发信号，使得V2管有基极电流Ib2通过，经过V2管的放大后，其集电极电流为Ic2=β2Ib2。而Ic2沿电路流至V1的基极，故有Ib1=Ic2，电流又经V1管的放大作用后，得到V1的集电极电流为Ic1=β1Ib1=β1β2Ib2。此电流又流回V2的基极，使得V2的基极电流Ib2增大，从而形成正反馈使电流剧增，进而使得可控硅饱和并导通。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、主要参数及意义
1）门极触发电流（I）：使可控硅从阻断到完全导通所必须的最小门极电流。
2）门极触发电压（Vgt）：对应于门极触发电流的门极电压。
3）维持电流（IH）：门极断路，在室温条件下，可控硅被触发导通后，为维持导通所必需的最小电流。
4）断态重复峰值电压（V）：门极断路、并在一定结温下，允许重复加在器件上的正向峰值电压。
备注：重复频率为每秒50次，每次持续时间小于10ms。
5）反向重复峰值电压：门极断路、并在一定结温下，允许重复加在器件上的反向峰值电压。
备注：重复频率为每秒50次，每次持续时间小于10ms。
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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