三端雙向可控矽的主要特性

所有的半導體器件都是基於結的，如果三結器件是晶閘管，那麼在一個共同的外殼中並聯的兩個三結器件就已經是三端雙向可控矽，即對稱晶閘管。在英文文獻中，它被稱為 «TRIAC» - 交流三極管。

不管怎樣，雙向晶閘管有三個輸出，其中兩個是電源，第三個是控製或門（英文GATE）。同時，雙向晶閘管沒有特定的陽極和陰極，因為每個電源電極在不同時間都可以充當陽極和陰極。

由於這些特性，三端雙向可控矽開關元件在交流電路中的應用非常廣泛。此外，與機械開關繼電器相比，雙向晶閘管價格低廉、使用壽命長且不會產生火花，這確保了它們的持續需求。

三端雙向可控矽的主要特性

下面我們來看一下主要特性，即雙向可控矽的主要技術參數，並解釋一下它們各自的含義。我們將以相當常見的雙向晶閘管 BT139-800 為例，它經常用於各種類型的穩壓器。因此，雙向晶閘管的主要特性：

最大電壓

對於我們的示例，它是 800 伏特。這是施加到雙向可控矽開關電源電極時理論上不會造成損壞的電壓。實際上，這是在允許溫度範圍內的工作溫度條件下，該三端雙向可控矽開關所連接的電路的最大允許工作電壓。

即使短期超過該值也不能保證半導體器件的進一步運行。下一個參數將闡明此條款。

最大重複斷態峰值電壓

此參數始終在文檔中指明，並且僅表示臨界電壓值，這是此三端雙向可控矽開關元件的限制。

這是峰值時不能超過的電壓。即使三端雙向可控矽開關閉合不打開，安裝在具有恆定交流電壓的電路中，如果所施加電壓的幅度不超過我們的示例的 800 伏，三端雙向可控矽開關也不會斷開。

如果至少在交流電壓的部分週期內向閉合的雙向晶閘管施加至少稍高的電壓，則製造商無法保證其進一步的性能。此項再次指的是允許溫度範圍的條件。

最大值、週期平均值、當前狀態

所謂最大均方根（RMS——均方根）電流，對於一個正弦電流，這是它的平均值，在可控矽可接受的工作溫度條件下。對於我們的示例，在高達 100°C 的三端雙向可控矽開關溫度下，最大電流為 16 安培。峰值電流可能更高，如下一個參數所示。

分閘狀態下最大短時衝擊電流

這是三端雙向可控矽文檔中指定的峰值電流，必須具有該值的最大允許電流持續時間（以毫秒為單位）。對於我們的示例，這是 155 安培，最長 20 毫秒，這實際上意味著如此大電流的持續時間應該更短。

請注意，在任何情況下都不應超過 RMS 電流。這是由於三端雙向可控矽開關外殼消耗的最大功率和低於 125 °C 的最大允許芯片溫度。

開啟狀態下 TRIAC 兩端的最大壓降

此參數表示最大電壓（對於我們的示例為 1.6 伏），在其工作電路的文檔中指定的電流（對於我們的示例，在電流20 安培）。通常，電流越大，可控矽兩端的壓降就越大。

此特性對於熱計算是必需的，因為它間接告知設計人員三端雙向可控矽外殼耗散功率的最大潛在值，這在選擇散熱器時很重要。它還可以估算特定溫度條件下雙向晶閘管的等效電阻。

開啟雙向晶閘管所需的最小直流驅動電流

三端雙向可控矽開關控制電極的最小電流，以毫安為單位測量，取決於當前時刻三端雙向可控矽開關的極性，以及控制電壓的極性。

對於我們的示例，此電流範圍為 5 至 22 mA，具體取決於三端雙向可控矽開關控制電路中電壓的極性。在開發 TRIAC 控制方案時，最好使控制電流接近最大值，在我們的示例中為 35 或 70 mA（取決於極性）。

對應於最小直流柵極電流的控制柵極電壓

為設定可控矽控制電極電路中的最小電流，需要對該電極施加一定的電壓。它取決於當前施加在 TRIAC 電源電路中的電壓，也取決於 TRIAC 的溫度。

因此，對於我們的示例，電源電路中的電壓為 12 伏，為確保將控制電流設置為 100 毫安，必須施加至少 1.5 伏的電壓。在晶體溫度為 100°C，工作電路中的電壓為 400 伏時，控制電路所需的電壓將為 0.4 伏。

閉態電壓臨界上升率

該參數以伏特/微秒為單位進行測量。對於我們的示例，電源電極電壓的臨界上升速率為 250 伏/微秒。如果超過這個速度，那麼即使沒有向其控制電極施加任何控制電壓，TRIAC 也可能錯誤地不恰當地打開。

為防止這種情況，有必要提供這樣的操作條件，使陽極（陰極）電壓變化更慢，並排除動態超過該參數的任何干擾（任何脈衝噪聲等.n.）。

開態電流臨界上升率

以安培/微秒為單位測量。如果超過這個速率，三端雙向可控矽開關將斷開。對於我們的示例，開啟時的最大上升速率為每微秒 50 安培。

開機時間

對於我們的例子，這個時間是 2 微秒。這是從柵極電流達到其峰值的 10% 到 TRIAC 的陽極和陰極之間的電壓下降到其初始值的 10% 所經過的時間。

工作溫度範圍

通常，此範圍為 -40°C 至 +125°C。對於此溫度範圍，文檔提供了三端雙向可控矽開關元件的動態特性。

框架

在我們的例子中，案例是 to220ab，它很方便，因為它允許將三端雙向可控矽開關連接到一個小散熱器。對於熱計算，triac 文件給出了耗散功率對 triac 平均電流的依賴關係表。