對(duì)雙向可控硅內(nèi)部電路的探討
摘要：為了深入了解雙向可控硅內(nèi)部電路和工作原理，以運(yùn)用簡(jiǎn)便易懂的三極管為主，依據(jù)雙向可控硅內(nèi)部P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的分布，設(shè)計(jì)一種可以被雙向觸發(fā)導(dǎo)通的電路。并從理論上來(lái)對(duì)其進(jìn)行論述，通過(guò)實(shí)際電路制作對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，在實(shí)際運(yùn)用方面達(dá)到與雙向可控硅具有同樣的效果。
0引言
雙向可控硅（TRIAC）在控制交流電源控制領(lǐng)域的運(yùn)用非常廣泛，如我們的日光燈調(diào)光電路、交流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制電路等都主要是利用雙向可控硅可以雙向觸發(fā)導(dǎo)通的特點(diǎn)來(lái)控制交流供電電源的導(dǎo)通相位角，從而達(dá)到控制供電電流的大小[1]。然而對(duì)其工作原理和結(jié)構(gòu)的描述，以我們可以查悉的資料都只是很淺顯地提及，大部分都是對(duì)它的外圍電路的應(yīng)用和工作方式、參數(shù)的選擇等等做了比較多的描述，更進(jìn)一步的--哪怕是內(nèi)部方框電路--內(nèi)容也很難找到。
由于可控硅所有的電子部件是集成在同一硅源之上，我們根本是不可能通過(guò)采用類(lèi)似機(jī)械的拆卸手段來(lái)觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為了深入了解和運(yùn)用可控硅，依據(jù)現(xiàn)有可查資料所給P型和N型半導(dǎo)體的分布圖，采用分離元器件--三極管、電阻和電容--來(lái)設(shè)計(jì)一款電路，使該電路在PN的連接、分布和履行的功能上完全與雙向可控硅類(lèi)似，從而通過(guò)該電路來(lái)達(dá)到深入解析可控硅和設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)用電路的目的。
1雙向可控硅工作原理與特點(diǎn)
從理論上來(lái)講，雙向可控硅可以說(shuō)是有兩個(gè)反向并列的單向可控硅組成，理解單向可控硅的工作原理是理解雙向可控硅工作原理的基礎(chǔ)[2-5]。
1.1單向可控硅
單向可控硅也叫晶閘管，其組成結(jié)構(gòu)圖如圖1-a所示，可以分割成四個(gè)硅區(qū)P、N、P、N和A、K、G三個(gè)接線極。把圖一按圖1-b 所示切成兩半，就很容易理解成如圖1-c所示由一個(gè)PNP三極管和一個(gè)NPN三極管為主組成一個(gè)單向可控硅管。
在圖1-c的基礎(chǔ)上接通電源控制電路如圖2所示，當(dāng)陽(yáng)極-陰極（A-K）接上正向電壓V后，只要柵極G接通觸發(fā)電源Vg，三極管Q2就會(huì)正向?qū)�，開(kāi)通瞬間Q1只是類(lèi)似于接在Q1集電極的一個(gè)負(fù)載與電源正極接通，隨后Q1也在Q2的拉電流下導(dǎo)通，此時(shí)由于C被充電，即便斷開(kāi)G極的觸發(fā)電源Vg，Q1和Q2在相互作用下仍能維持導(dǎo)通狀態(tài)，只有當(dāng)電源電壓V變得相當(dāng)小之后Q1和Q2才會(huì)再次截止。
1.2雙向可控硅
相比于單向可控硅，雙向可控硅在原理上最大的區(qū)別就是能雙向?qū)�，不再有�?yáng)極陰極之分，取而代之以T1和T2，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-a所示，如果不考慮G級(jí)的不同，把它分割成圖3-b所示，可以看出相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向并聯(lián)而成[1-2]，如圖3-c所示連接。
當(dāng)T1與T2之間接通電源后，給G極正向觸發(fā)信號(hào)（相對(duì)于T1、T2所接電源負(fù)極而言），其工作原理如前面單向可控硅完全相同。當(dāng)G極接負(fù)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，其工作過(guò)原理如圖4所示，此時(shí)Q3的基極B和發(fā)射極E處于正偏電壓而致使Q3導(dǎo)通，繼而Q1導(dǎo)通給電容C充電后致Q2導(dǎo)通并保持導(dǎo)通狀態(tài)。
1.3雙向可控硅的主要特點(diǎn)
雙向可控硅的英文簡(jiǎn)稱(chēng)TRIC是英文Triad AC semiconductor switch的縮寫(xiě)，其意思是三端交流半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，目前主要用于對(duì)
