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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。

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