双向晶闸管的结构及工作原理
双向晶闸管原理及在交流调压电路中的应用
Ａ
另外在 阳极和 阴极 加反 向电压 ， 晶闸管 也会 关断 。 双 向晶闸管相当于两个单 向晶闸管的反向并联 （ ２ ， 图 ） 但 只有一个控制极 。这样 ， 向晶闸管在 正、 双 反两个方 向上 都能 够控制导 电， 而单 向晶闸管却是一种可控 的单方 向导 电器件 。
ｆ向 性 反特
特 性 曲线
ｃ 作腮 ）工
管 的控制 极， 使管子在正 、 负半周 内对称地 导通 一次 。改变 Ｒ Ｐ的阻值 ， 就改变 了Ｃ ５的充电速度 ， 也就改变 了双 向晶 闸管 的 导通 角， 相应地 改变 了负载 Ｒ Ｌ上 的交流 电压 ， 实现了交流调 压 。从结构上来说 ， Ｔ双 向触发二极管是 一种 没有控制极 的 Ｓ
证 在 低 输 出 电 压 下 双 向 晶 闸管 仍 能 导 通 。适 当 调 节 Ｒ 就 可 ４， 以得 到较 低 的 起 调 电压 。
ｔ
．
ｃ ＾●、
电感 Ｌ串联在主 电路上 ， 对突变 电流呈现很 大的阻抗， 起 到了平滑 滤波 作用 ； 、 支路并联在 电源线上 ， 高频干扰 Ｒ１Ｃ１ 将
ｌ
符 号
Ａ
ｂ ）结构
调 压 器 电 路 主 要 由阻 容 移 相 电路 和 双 向 晶 闸 管 图 ） Ｒ ５构成阻容移相 电路 。合上 电源开关
Ｓ， 流 电源 电压 通 过 Ｒ５ Ｒ 交 、 Ｐ向 电容 器 Ｃ 充 电 ， 电容 器 Ｃ ５ 当 ５
两端 的电压上 升到略高于双 向触发二极管 Ｓ Ｔ的转折 电压 时， Ｓ Ｔ和双 向晶闸管 ＶＳ相继导通 ， 负载 Ｒ Ｌ得 电工作 。当交流 电
【腿 ，
(整理)晶闸管(SCR)原理
晶闸管(SCR)原理作者：时间：2007-12-17 来源:电子元器件网浏览评论推荐给好友我有问题个性化定制关键词：晶闸管半导体材料晶闸管(thyristor)是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅（SCR），其正式名称应是反向阻断三端晶闸管。
除此之外，在普通晶闸管的基础上还派生出许多新型器件，它们是工作频率较高的快速晶闸管(fast switching thyristor，FST)、反向导通的逆导晶闸管(reverse conducting thyristor，RCT)、两个方向都具有开关特性的双向晶闸管(TRIAC)、门极可以自行关断的门极可关断晶闸管（gate turn off thyristor，GTO）、门极辅助关断晶闸管(gate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信号触发导通的光控晶闸管(light controlled thyristor，LTT)等。
一、结构与工作原理晶闸管是三端四层半导体开关器件，共有3个PN结，J1、J2、J3，如图1(a)所示。
其电路符号为图1(b)，A(anode)为阳极，K(cathode)为阴极，G(gate)为门极或控制极。
若把晶闸管看成由两个三极管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)构成，如图1(c)所示，则其等值电路可表示成图1(d)中虚线框内的两个三极管T1和T2。
对三极管T1来说，P1N1为发射结J1，N1P2为集电结J2；对于三极管T2，P2N2为发射结J3，N1P2仍为集电结J2；因此J2（N1P2）为公共的集电结。
当A、K两端加正电压时，J1、J3结为正偏置，中间结J2为反偏置。
当A、K两端加反电压时，J1、J3结为反偏置，中间结J2为正偏置。
晶闸管未导通时，加正压时的外加电压由反偏值的J2结承担，而加反压时的外加电压则由J1、J3结承担。
如果晶闸管接入图1(d)所示外电路，外电源U S正端经负载电阻R引至晶闸管阳极A，电源U S的负端接晶闸管阴极K，一个正值触发控制电压U G经电阻R G后接至晶闸管的门极G，如果T1（P1N1P2）的共基极电流放大系数为α1，T2（N1P2N2）的共基极电流放大系数为α2，那么对T1而言，T1的发射极电流I A的一部分α1I A将穿过集电结J2，此外，J2受反偏电压作用，要流过共基极漏电流i CBO1，因此图1(d)中的I C1可表示为I C1=α1I A+i CBO1。
晶闸管的结构与工作原理
晶闸管的结构与工作原理一、晶闸管简介晶闸管（Thyristor）：又称晶体闸流管，可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier——SCR）1956年美国贝尔实验室（Bell Lab）发明了晶闸管1957年美国通用电气公司（GE）开发出第一只晶闸管产品1958年商业化，开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场合具有重要地位晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型——普通晶闸管广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件（如：双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等）二、晶闸管的结构与封装外形有螺栓型和平板型两种封装引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间晶闸管的外形、结构和电气图形符号a) 外形b) 结构c) 电气图形符号三、晶闸管基本工作特性三、晶闸管基本工作特性晶闸管基本工作特性归纳：承受反向电压时(UAK <0)，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通(即UAK >0，IGK >0才能开通)；晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用；要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
从这个角度可以看出，SCR是一种电流控制型的电力电子器件。
四、晶闸管的工作机理在分析SCR的工作原理时，常将其等效为两个晶体管V1和V2串级而成。
其工作过程如下：UGK>0 →产生IG → V2通→产生IC2 → V1通→ IC1↗→ IC2 ↗→出现强烈的正反馈，G 极失去控制作用，V1和V2完全饱和，SCR饱和导通。
晶闸管导通后，即使去掉门极电流，仍能维持导通。
晶闸管的双晶体管模型及其工作原理a) 双晶体管模型b) 工作原理。
第1章--电力晶体管和晶闸管
一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高， 则IH越小
3) 擎住电流 IL：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发 信号后， 能维持导通所需的最小电流。 对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍。
IG2 > IG1 > IG =0
UBO UA
雪崩 击穿
图1-5 晶闸管的伏安特性 IG2>IG1>IG
16
IA
四、晶闸管的阳极伏安特性
正向 导通
1) 正向特性
URSM URRM -UA
IH
IG2
IG1 IG=0
O
UDRM Ubo +UA
IG=0时，器件两端施加正向电压，正向阻
断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向
J1 J2 J3
K
a)
b)
图1-2 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
K G
A c)
11
晶闸管的管耗和散热：
管耗＝流过器件的电流×器件两端的电压
管耗将产生热量，使管芯温度升高。如果超 过允许值，将损坏器件，所以必须进行散热 和冷却。
冷却方式：自然冷却（散热片）、风冷（风 扇）、水冷
雪崩 击穿
UDSM
电电压流超急过剧临增界大极，限器即件开正通向。转折电压Ubo，则漏
-IA
图1-5 晶闸管的伏安特性
随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降
IG2>IG1>IG
低。
导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相 仿。
晶闸管本身的压降很小，在1V左右。
晶闸管的结构以及工作原理
一、晶闸管的基本结构晶闸管（SemiconductorControlled Rectifier 简称SCR ）是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。
它有三个引出电极，即阳极（A ）、阴极（K ）和门极（G ）。
其符号表示法和器件剖面图如图1所示。
图1 符号表示法和器件剖面图普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散P 型杂质（铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质（磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极，在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。
图2、晶闸管载流子分布二、晶闸管的伏安特性晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的。
通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系，如图3所示。
图3 晶闸管的伏安特性曲线当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏，2J 反偏，外加电压几乎全部降落在2J 结上，2J 结起到阻断电流的作用。
随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。
当AK V 增大超过BO V 以后，阳极电流突然增大，特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。
晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为1V 左右，特性曲线CD 段对应的状态称为导通状态。
通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。
晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。
当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时，如果使得门极相对于阴极为正，给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。
转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数，G I 越大，BO V 越小。
如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号，器件仍然然导通。
双向晶闸管的结构及工作原理
双向晶闸管的结构及工作原理
当双向晶闸管处于导通状态时，施加在A2与A1之间的电压是正向的，内部的P-N结是反向偏置的。
此时，由于双向晶闸管的导通特性，电流从
K1向K2方向流动，即A1/A2极对换。
当施加在K1与K2之间的电压是正向的时候，致使结P-N-P-N极化为
正向偏置，使双向晶闸管导通，并且电流沿着原来的方向从A1到A2流动。
当双向晶闸管处于导通状态时，施加在K2与K1之间的电压是正向的，内部的P-N结是反向偏置的。
此时，由于双向晶闸管的导通特性，电流从
A2向A1方向流动，即K1/K2极对换。
需要注意的是，双向晶闸管导通的条件是施加在A1与A2之间的电压
是正向的，施加在K1与K2之间的电压是正向的。
否则，双向晶闸管处于
封锁状态。
1.双向导通性：双向晶闸管能够同时在正向和反向导通，适用于交流
电路的开关控制和电能控制。
它可以在两个方向上导通，而传统的晶闸管
只能在一个方向上导通。
2.较高的导通能力：双向晶闸管的导通能力较高，能够承受较大的电
流和电压。
3.快速响应速度：由于双向晶闸管具有晶闸管的导通特性，具有较快
的响应速度和较低的开关损耗。
4.适用范围广：双向晶闸管在电力调节、交流电机控制、逆变器、照
明控制等领域有广泛应用。
总结来说，双向晶闸管采用了开关管和晶闸管的结合，具有双向导通的特性。
它的结构由四个层组成，通过正向或者反向的电压施加，能够在两个方向上导通电流。
它适用于交流电路的开关控制和电能控制。
双向可控硅结构原理及检测方法
双向可控硅结构原理及检测方法双向可控硅结构原理及检测方法•双向晶闸管构造原理•双向晶闸管电极检测方法•双向晶闸管典型应用解决方案：•万用表RXl档判定双向晶闸管电极普通晶闸管(VS)实质上属于直流控制器件。
要控制交流负载，必须将两只晶闸管反极性并联，让每只SCR控制一个半波，为此需两套独立的触发电路，使用不够方便。
双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的晶闸管，而且仅需一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。
其英文名称TRIAC即三端双向交流开关之意。
构造原理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，外形如图l所示。
典型产品有BCMlAM(1A／600V)、BCM3AM(3A／600V)、2N6075(4A／600V)，MAC218-10(8A／800V)等。
大功率双向晶闸管大多采用RD91型封装。
双向晶闸管的主要参数见附表。
双向晶闸管的结构与符号见图2。
它属于NPNPN五层器件，三个电极分别是T1、T2、G。
因该器件可以双向导通，故除门极G以外的两个电极统称为主端子，用T1、T2。
表示，不再划分成阳极或阴极。
其特点是，当G极和T2极相对于T1，的电压均为正时，T2是阳极，T1是阴极。
反之，当G极和T2极相对于T1的电压均为负时，T1变成阳极，T2为阴极。
双向晶闸管的伏安特性见图3，由于正、反向特性曲线具有对称性，所以它可在任何一个方向导通。
检测方法下面介绍利用万用表RXl档判定双向晶闸管电极的方法，同时还检查触发能力。
1.判定T2极由图2可见，G极与T1极靠近，距T2极较远。
因此，G—T1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-T1之间呈现低阻，正、反向电阻仅几十欧，而T2-G、T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。
双向晶闸管交流调压电路分析
双向晶闸管交流调压电路分析双向晶闸管交流调压电路分析同学：老师，双向晶闸管看起来与单向晶闸管的外形差不多，也有三个电极（图2 ），它的主要工作特性是什么呢？教师：双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联（图3 ）,但只有一个控制极。
这样，双向晶闸管在正、反两个方向上都能够控制导电，而单向晶闸管却是一种可控的单方向导电器件。
给双向晶闸管的控制极加正的或负的触发脉冲，都能使管子触发导通。
这样，触发电路的设计就具有很大的灵活性，可以采用多种不同的触发方式。
此外，双向晶闸管的两个主电极不再分为阳极和阴极，而是称为第一电极T1和第二电极T2。
双向晶闸管在电路中不能用作可控整流元件，主要用来进行交流调压、交流开关、可逆直流调速等等。
同学：双向晶闸管触发电路（图1 ）中，使用了双向触发二极管，我们过去没有听说过这种管子，这是一种什么样的器件呢？老师：双向触发二极管（图4 ）从结构上来说，是一种没有控制极的晶闸管，我们可以把它看成是两个二极管的反向并联。
这样，无论在双向触发二极管的两极之间外加什么极性的电压，只要电压的数值达到管子的转折电压值，就能使它导通。
值得注意的是，双向触发二极管的转折电压较高，一般在20〜40V范围。
同学：老师，您给我们讲讲双向触发二极管组成的双向晶闸管触发电路的工作原理吧。
老师：调压器电路主要由阻容移相电路和双向晶闸管两部分组成。
我们单独画出这两部分电路（图5 ）, R5、RP 和C5构成阻容移相电路。
合上电源开关S ,交流电源电压通过R5、RP向电容器C5充电，当电容器C5两端的电压上升到略高于双向触发二极管ST的转折电压时，ST和双向晶闸管VS相继导通，负载RL得电工作。
当交流电源电压过零瞬间，双向晶闸管自行关断，接着C5又被电源反向充电，重复上述过程。
分析电路时，大家应该意识到，触发电路是工作在交流电路中的，交流电压的正、负半周分别会发岀正、负触发脉冲送到双向晶闸管的控制极，使管子在正、负半周内对称地导通一次。
BCR3AM双向晶闸管的参数
BCR3AM双向晶闸管的参数
BCR3AM是一款双向晶闸管（Bidirectional Controlled Rectifier），也叫做 TRIAC，它是一种用于交流电路控制的半导体器件。
以下是
BCR3AM的一些基本参数：
1. 电压（Voltage）
BCR3AM的最大电压额定值为600V，这意味着它可以在不超过600V 的交流电路中使用。
2. 电流（Current）
BCR3AM的最大电流额定值为4A，也就是说，它可以在不超过4A的电路中使用。
3. 端子（Terminals）
BCR3AM有三个端子：
- T1（主电流输入端）
- T2（主电流输出端）
- G（门极控制端）
4. 封装（Package）
BCR3AM一般采用TO-220AB封装，这种封装的尺寸为10.4mm x 15.5mm x 4.6mm。
5. 工作原理（Working Principle）
BCR3AM是一种双向可控硅，在交流电路中，它可以实现对电流的控制，从而实现对交流电路的控制。
当控制信号加到G端时，双向晶闸管会被触发，使其在正、反向都可以导通。
当G端控制信号停止时，晶闸管进入关断状态。
6. 应用（Applications）
在电器控制方面，BCR3AM被广泛应用于控制交流电源的电压、功率等，例如调光调速、加热控制、电动机控制等。
同时，它也被应用于电子产品的电源控制电路中。
双向晶闸管调光电路
双向晶闸管调光电路双向晶闸管调光电路是一种常见的电路设计，用于调节灯光的亮度。
它利用双向晶闸管作为调光元件，可以实现对交流电源的调光控制。
本文将从基本原理、电路结构、工作原理、调光特性以及应用场景等方面对双向晶闸管调光电路进行深入探讨。
一、基本原理双向晶闸管（Bilateral Triode Thyristor，简称BTT）是一种特殊的晶闸管结构，它具有两个PN结，可以实现双向导通。
在正向工作时，它具有普通晶闸管的导通特性，而在反向工作时，它则具有二极管的导通特性。
基于这种双向导通的特性，双向晶闸管能够实现交流电压的双向控制。
二、电路结构双向晶闸管调光电路一般由双向晶闸管、控制电路和负载组成。
控制电路用来控制双向晶闸管的导通情况，从而实现对灯光亮度的调节。
负载是指所要驱动的灯具或其他电器设备，可以是电阻、电感或电容等。
三、工作原理双向晶闸管调光电路的工作原理比较简单。
当控制电路将一个脉冲信号送入双向晶闸管的控制端时，双向晶闸管的导通状态会发生改变。
在正向导通状态下，双向晶闸管使交流电源的正半周电压施加在负载上，从而导致灯光亮起；而在反向导通状态下，双向晶闸管使交流电源的负半周电压施加在负载上，灯光则变暗或熄灭。
四、调光特性双向晶闸管调光电路具有调光范围广、调光精度高以及调光平稳等特点。
由于双向晶闸管可以在每个半周导通一定的时间，通过改变脉冲信号的宽度和频率，可以实现对灯光亮度的精确调节。
双向晶闸管的导通和截止均为渐变过程，避免了灯光闪烁和噪声干扰，使得调光过程更加平稳。
五、应用场景双向晶闸管调光电路在家庭照明、舞台照明、商业场所照明等领域有着广泛的应用。
它可以实现灯光的平滑调光，提高照明的舒适度和灵活性。
双向晶闸管调光电路还可以与智能家居系统相结合，实现远程控制和自动化调光等功能。
总结回顾：双向晶闸管调光电路是一种常见且实用的电路设计，能够实现对交流电源的灯光亮度调节。
它利用双向晶闸管作为调光元件，并通过控制电路对其导通状态进行控制。
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双向晶闸管的检测方法
(1)电极的判断与触发特性测试
将万用表置Rx1挡，测量双向晶闸管任意两脚之司的阻值，如果测出某脚和其他两脚之间的电阻均为无穷大，则该脚为T2极。
确定T2极后，可假定其余两脚中某一脚为T1电极，而另一脚为G极，然后采用触发导通测试方法确定假定极性的正确性。
试验方法如图所示。
首先将负表笔接T1极，正表笔接乃极，所测电阻应为无穷大。
然后用导线将T2极与G极短接，相当于给G极加上负触发信号，此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右，证明双向晶闸管已触发导通，如图(a)所示。
将巧极与G极间的短接导线断开，电阻值若保持不变，说明管子在T1→T2方向上能维持导通状态。
再将正表笔接T1极，负表笔接T2极，所测电阻也应为无穷大，然后用导线将T2极与G 极短接，相当于给G极加上正触发信号，此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右，如图(b)所示。
若断开T2极与G极间的短接导线阻值不变，则说明管子经触发后，在T2→T1方向上也能维持导通状态，且具有双向触发性能。
上述试验也证明极性的假定是正确的，否则是假定与实际不符，需重新作出假定，重复上述测量过程。
双向晶闸管测试方法
(2)大功率双向晶闸管触发能力的检测
小功率双向晶闸管的触发电流较小，采用万用表Rx1挡可以检查出管子的触发性能。
大功率双向晶闸管的触发电流较大，再采用万用表Rx1挡测量巳无法使管子触发导通。
为此可采用图所示的方法进行测量，但测量中需要采用不同极性的电源，以确定管子的双向触发能力。
晶闸管模块
晶闸管模块内由多个晶闸管或晶闸管与整流管混合组成，电流容量一般为25~100A，电压范围为400~1600V。
它具有体积小、重量轻、散热板与电路高度电气绝缘、安装方便、耐冲击等特点，主要用于电力变换与电力控制，如各种整流设备、交一直流电机驱动电路、无触点开关以及调光装置等。
表给出了一组晶闸管模块的主要特性参数，它们的外形如图所示。
一些晶闸管模块主要特性参数型
晶闸管模块外形
关断晶闸管的检测
可关断晶闸管的极性及触发导通性能的检测可参考前面所述的方法进行，其关断能力采用双万用表法检查，如图所示，表1用来进行触发导通，表2用以产生负向触发信号。
首先将表1的负表笔接A极，正表笔接K极，然后用导线短接A极及G极，相当于给G 极加上正向触发信号，此时阻值将由无穷大变为低阻值，这表明管子已被触发导通。
去掉
A-G极间的短接导线，如果阻值不变，说明管子已处于维持导通状态。