雙向晶閘管
編輯雙向晶閘管(用于交流電的三極管;也稱為雙向三極晶閘管或雙邊三極晶閘管)是一種三端電子元件,在觸發時在任一方向傳導電流。 “雙向晶閘管”一詞是通用商標。
雙向晶閘管是晶閘管的一個子集(類似于繼電器,因為小電壓和電流可以控制更大的電壓和電流)并且與可控硅 (SCR) 相關。 雙向晶閘管與 SCR 的不同之處在于它們允許電流在兩個方向上流動,而 SCR 只能在一個方向上傳導電流。 大多數雙向晶閘管可以通過向柵極施加正電壓或負電壓來觸發(SCR 需要正電壓)。 一旦觸發,SCR 和雙向晶閘管將繼續導通,即使柵極電流停止,直到主電流降至低于某個稱為保持電流的水平。
柵極可關斷晶閘管 (GTO) 類似于雙向晶閘管,但通過在柵極信號停止時關閉來提供更多控制。
雙向晶閘管的雙向性使其成為交流電 (AC) 的便捷開關。 此外,在主電路中以受控交流相位角應用觸發器可以控制流入負載的平均電流(相位控制)。 這通常用于控制通用電機的速度、調光燈和控制電加熱器。 雙向晶閘管是雙極器件。
操作
編輯要了解雙向晶閘管的工作原理,請考慮柵極和 MT2 電壓的四種可能組合中的每一種與 MT1 相關的觸發。 圖 1 顯示了四種不同的情況(象限)。主端子 1 (MT1) 和主端子 (MT2) 也分別稱為陽極 1 (A1) 和陽極 2 (A2)。
相對靈敏度取決于特定 TRIAC 的物理結構,但通常,象限 I 最靈敏(所需柵極電流最少),而象限 4 最不靈敏(所需柵極電流xxx)。
在1、2象限,MT2為正,電流從MT2經P、N、P、N層流向MT1。 與 MT2 相連的 N 區域沒有顯著參與。 在3、4象限,MT2為負,電流從MT1流向MT2,也流經P、N、P、N層。 連接到 MT2 的 N 區域處于活動狀態,但連接到 MT1 的 N 區域僅參與初始觸發,不參與大電流流動。
在大多數應用中,柵極電流來自 MT2,因此象限 1 和 3 是xxx的工作模式(柵極和 MT2 均正或負于 MT1)。 從 IC 或數字驅動電路進行單極性觸發的其他應用在第 2 和第 3 象限中運行,其中 MT1 通常連接到正電壓(例如 +5V),柵極被下拉至 0V(接地)。
象限 1
當門和 MT2 相對于 MT1 為正時,象限 1 操作發生。
柵極電流使等效的 NPN 晶體管導通,進而從等效的 PNP 晶體管的基極吸取電流,使其也導通。 部分柵極電流(虛線)通過 p 型硅的歐姆路徑損耗,直接流入 MT1,而不通過 NPN 晶體管基極。 在這種情況下,p 型硅中的空穴注入使得 MT1 下方堆疊的 n、p 和 n 層表現得像 NPN 晶體管,由于其基極中存在電流而導通。 反過來,這會導致 MT2 上的 p、n 和 p 層表現得像 PNP 晶體管,由于其 n 型基極相對于其發射極 (MT2) 正向偏置而導通。 因此,觸發方案與 SCR 相同。
但是,結構與 SCR 不同。 特別是雙向晶閘管,總是有很小的電流從柵極直接通過p型硅流到MT1,而不經過等效NPN三極管基極和發射極之間的p-n結。 該電流在中用紅色虛線表示,這就是為什么雙向晶閘管需要比同等額定 SCR 更大的柵極電流才能開啟的原因。
一般來說,這個象限是四個象限中最敏感的。 這是因為它是柵極電流直接注入其中一個主要器件晶體管基極的xxx象限。
象限 2
當柵極為負且 MT2 相對于 MT1 為正時,象限 2 操作發生。
顯示了觸發過程。 當來自 MT1 的電流通過柵極下方的 p-n 結流入柵極時,器件的開啟是三次的。 這樣就導通了一個NPN三極管和一個PNP三極管組成的以柵極為陰極的結構。 隨著進入柵極的電流增加,柵極下方 p 型硅左側的電勢向 MT1 上升。
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