雙向可控硅的工作原理

雙向可控硅亦稱(chēng)為雙向品閘管，其內(nèi)部是一個(gè)N1P1N2P2N3的五層結(jié)構(gòu)，為三端元件，它有三個(gè)電極:主電極A1,主電極A2和控制極（或稱(chēng)門(mén)極)G,亦為一閘極控制開(kāi)關(guān)。無(wú)論從結(jié)構(gòu)還是特性來(lái)看，都可以把它看成是一對(duì)反向并聯(lián)的普通可控硅，其結(jié)構(gòu)、等效電路及符號(hào)如圖3所示。

雙向可控硅的基本指控電路如圖4所示。它的主電極A2、A1與控制對(duì)象(負(fù)載）RL串聯(lián)，相當(dāng)于一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。這個(gè)開(kāi)關(guān)的“通”或“斷”受控制極G上的信號(hào)ug(稱(chēng)為觸發(fā)信號(hào)）的控制。當(dāng)主電極A2、A1間有電壓（u≠0）時(shí)，在觸發(fā)信號(hào)ug出現(xiàn)的瞬間，雙向可控硅A2、A1間便會(huì)導(dǎo)通，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)。而且一旦導(dǎo)通以后，即使ug喜愛(ài)歐式，也能保持導(dǎo)通狀態(tài)，知道u=0或主電極與負(fù)載串聯(lián)電路中的電流減小到某一值，它才截止。截止后相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)。這樣便可以用控制極上的小電流信號(hào)去控制主電極回路中的大電流。

一般說(shuō)來(lái)，無(wú)論雙向可控硅兩個(gè)主電極A2、A1間電壓極性如何，只要在控制極上加一定幅度的正、負(fù)脈沖，都能使其導(dǎo)通。所以i表示主電極中的電流，u表示A2、A1之間的電壓，則兩者之間的函數(shù)關(guān)系圖像（稱(chēng)為伏安特性曲線)如圖4所示。由該曲線可知，雙向可控硅在第Ⅰ象限和第Ⅲ象限具有基本相同的對(duì)稱(chēng)性能。

按照主電極上的電壓u和控制極上的觸發(fā)脈沖電壓ug的極性，結(jié)合伏安特性曲線，雙向可控硅可以分為四種觸發(fā)方式，定義如下:

(1) I+觸發(fā):在特性曲線第Ⅰ象限（A2為正)，控制極相對(duì)A1為正的觸發(fā)。

(2) I-觸發(fā):在特性曲線第Ⅰ象限（A2為正)，控制極相對(duì)A1為負(fù)的觸發(fā)。

(3) Ⅲ+ ,觸發(fā):在特性曲線第Ⅲ象限(A2為負(fù))，控制極相對(duì)A1為正的觸發(fā)。

(4) Ⅲ-觸發(fā):在特性曲線第Ⅲ象限(A2為負(fù))，控制極相對(duì)A1為負(fù)的觸發(fā)。

在這四種觸發(fā)方式中，I+和Ⅲ-具有較高的靈敏度,是常用的兩種觸發(fā)方式。在新型電熱電動(dòng)器具控制電路中,加在各雙向可控硅控制極上的觸發(fā)信號(hào)由單片微電腦或集成電路輸出。有的輸出一個(gè)連續(xù)的正(或負(fù)〉電壓信號(hào)，有的輸出一連串與50Hz正弦交流電源同步的過(guò)零觸發(fā)脈沖。前者稱(chēng)為電位觸發(fā)，而后者則稱(chēng)為脈沖觸發(fā)。它們的波形分別如圖5和圖6.