解读双向晶闸管的结构、工作原理及检测方法

双向晶闸管的结构及工作原理

 

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，其结构如图所示。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。

 

双向晶闸管与单向晶闸管一样，也具有触发控制特性。不过，它的触发控制特性与单向晶闸管有很大的不同，这就是无论在阳极和阴极间接人何种极性的电压，只要在它的控制极上加上一个触发脉冲，也不管这个脉冲是什么极性的,都可以便双向晶闸管导通。

 

由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实现触发控制，因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分，通常把这两个主电极称为T1电极和T2电极，将接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极，将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。　

 

由于双向晶闸管的两个主电极没有正负之分，所以它的参数中也就没有正向峰值电压与反同峰值电压之分，而只用一个最大峰值电压，双向晶闸管的其他参数则和单向晶闸管相同。

 

双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性，如图所示。

 

双向晶闸管的结构及电路

 

双向晶闸管的伏安特性曲线

 

 

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。

 

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。