三端双向可控硅的主要特性

所有的半导体器件都是基于结的，如果三结器件是晶闸管，那么在一个共同的外壳中并联的两个三结器件就已经是三端双向可控硅，即对称晶闸管。在英文文献中，它被称为 «TRIAC» - 交流三极管。

不管怎样，双向晶闸管有三个输出，其中两个是电源，第三个是控制或门（英文GATE）。同时，双向晶闸管没有特定的阳极和阴极，因为每个电源电极在不同时间都可以充当阳极和阴极。

由于这些特性，三端双向可控硅开关元件在交流电路中的应用非常广泛。此外，与机械开关继电器相比，双向晶闸管价格低廉、使用寿命长且不会产生火花，这确保了它们的持续需求。

三端双向可控硅的主要特性

下面我们来看一下主要特性，即双向可控硅的主要技术参数，并解释一下它们各自的含义。我们将以相当常见的双向晶闸管 BT139-800 为例，它经常用于各种类型的稳压器。因此，双向晶闸管的主要特性：

最大电压

对于我们的示例，它是 800 伏特。这是施加到双向可控硅开关电源电极时理论上不会造成损坏的电压。实际上，这是在允许温度范围内的工作温度条件下，该三端双向可控硅开关所连接的电路的最大允许工作电压。

即使短期超过该值也不能保证半导体器件的进一步运行。下一个参数将阐明此条款。

最大重复断态峰值电压

此参数始终在文档中指明，并且仅表示临界电压值，这是此三端双向可控硅开关元件的限制。

这是峰值时不能超过的电压。即使三端双向可控硅开关闭合不打开，安装在具有恒定交流电压的电路中，如果所施加电压的幅度不超过我们的示例的 800 伏，三端双向可控硅开关也不会断开。

如果至少在交流电压的部分周期内向闭合的双向晶闸管施加至少稍高的电压，则制造商无法保证其进一步的性能。此项再次指的是允许温度范围的条件。

最大值、周期平均值、当前状态

所谓最大均方根（RMS——均方根）电流，对于一个正弦电流，这是它的平均值，在可控硅可接受的工作温度条件下。对于我们的示例，在高达 100°C 的三端双向可控硅开关温度下，最大电流为 16 安培。峰值电流可能更高，如下一个参数所示。

分闸状态下最大短时冲击电流

这是三端双向可控硅文档中指定的峰值电流，必须具有该值的最大允许电流持续时间（以毫秒为单位）。对于我们的示例，这是 155 安培，最长 20 毫秒，这实际上意味着如此大电流的持续时间应该更短。

请注意，在任何情况下都不应超过 RMS 电流。这是由于三端双向可控硅开关外壳消耗的最大功率和低于 125 °C 的最大允许芯片温度。

开启状态下 TRIAC 的最大压降

此参数表示最大电压（对于我们的示例为 1.6 伏），在其工作电路的文档中指定的电流（对于我们的示例，在电流20 安培）。通常，电流越大，可控硅两端的压降就越大。

此特性对于热计算是必要的，因为它间接告知设计人员三端双向可控硅外壳耗散功率的最大潜在值，这在选择散热器时很重要。它还可以估算特定温度条件下双向晶闸管的等效电阻。

开启双向晶闸管所需的最小直流驱动电流

三端双向可控硅开关控制电极的最小电流，以毫安为单位测量，取决于当前时刻三端双向可控硅开关的极性，以及控制电压的极性。

对于我们的示例，此电流范围为 5 至 22 mA，具体取决于三端双向可控硅开关控制电路中电压的极性。在开发 TRIAC 控制方案时，最好使控制电流接近最大值，在我们的示例中为 35 或 70 mA（取决于极性）。

对应于最小直流栅极电流的控制栅极电压

为设定可控硅控制电极电路中的最小电流，需要对该电极施加一定的电压。它取决于当前施加在 TRIAC 电源电路中的电压，也取决于 TRIAC 的温度。

因此，对于我们的示例，电源电路中的电压为 12 伏，为确保将控制电流设置为 100 mA，必须施加至少 1.5 伏的电压。在晶体温度为 100°C，工作电路中的电压为 400 伏时，控制电路所需的电压将为 0.4 伏。

闭态电压临界上升率

该参数以伏特/微秒为单位进行测量。在我们的示例中，电源电极电压的临界上升速率是每微秒 250 伏。如果超过这个速度，那么即使没有向其控制电极施加任何控制电压，TRIAC 也可能错误地不恰当地打开。

为防止这种情况，有必要提供这样的操作条件，使阳极（阴极）电压变化更慢，并排除动态超过此参数的任何干扰（任何脉冲噪声等。n.）。

开态电流临界上升率

以安培/微秒为单位测量。如果超过这个速率，三端双向可控硅开关将断开。对于我们的示例，开启时的最大上升速率为每微秒 50 安培。

开机时间

对于我们的例子，这个时间是 2 微秒。这是从栅极电流达到其峰值的 10% 到 TRIAC 的阳极和阴极之间的电压下降到其初始值的 10% 所经过的时间。

工作温度范围

通常，此范围为 -40°C 至 +125°C。对于此温度范围，文档提供了三端双向可控硅开关元件的动态特性。

框架

在我们的例子中，案例是 to220ab，它很方便，因为它允许将三端双向可控硅开关连接到一个小散热器。对于热计算，triac 文件给出了耗散功率对 triac 平均电流的依赖关系表。