雙向晶閘管是一種特殊的晶閘管，它具有NPNPN五層結(jié)構(gòu)，外形與普通晶閘管相似，也有三個(gè)電極，分別稱為第一陽極A1、第二陽極A2和門極G，雙向晶閘管的導(dǎo)電特性是在第一陽極和第二陽極之間，所加的交流電壓無論是正向電壓還是反向電壓，在門極上所加觸發(fā)電壓無論是正脈沖還是負(fù)脈沖，都可以使它正向或反向?qū)āＫ^正脈沖，是門極接觸發(fā)電源的高電位端，第二陽極 A2接觸發(fā)電源的低電位端。
基本信息
雙向晶閘管的伏安特性曲線具有對(duì)稱性，如圖所示。
有關(guān)簡介
由于雙向晶閘管正、反特性具有對(duì)稱性，所以它可在任何一個(gè)方向?qū)ǎ且环N理想的交流開關(guān)器件。
檢查方法
檢查雙向晶閘管的好壞：雙向晶閘管作電子開關(guān)使用，能控制交流負(fù)載(例如白熾燈)的通斷，根據(jù)白熾燈的亮滅情況，可判斷雙向晶閘管的好壞。將220V交流電源的任意一端接T2，另一端經(jīng)過220V、100W白熾燈接T1。觸發(fā)電路由開關(guān)S和門極限流電阻R組成。S選用耐壓220VAC的小型鈕子開關(guān)或拉線開關(guān)。R的阻值取100~330Ω，R值取得過大，會(huì)減小導(dǎo)通角。
檢查步驟：
第一步，先將S斷開，此時(shí)雙向晶閘管關(guān)斷，燈泡應(yīng)熄滅。若燈泡正常發(fā)光，則說明雙向晶閘管T1-T2極間短路，管子報(bào)廢；如果燈泡輕微發(fā)光，表明T1-T2漏電流太大，管子的性能很差。出現(xiàn)上述兩種情況，應(yīng)停止試驗(yàn)。
第二步：閉合S，因?yàn)殚T極上有觸發(fā)信號(hào)，所以只需經(jīng)過幾微秒的時(shí)間，雙向晶閘管即導(dǎo)通通，白熾燈上有交流電流通過而正常發(fā)光。具體工作過程分析如下：在交流電的正半周，設(shè)Ua>Ub，則T2為正，T1為負(fù)，G相對(duì)于T2也為負(fù)，雙向晶閘管按照T2-T1的方向?qū)āＴ诮涣麟姷呢?fù)半周，設(shè)Ua 注意事項(xiàng)： (1)本方法只能檢查耐壓在400V以下的雙向晶閘管。對(duì)于耐壓值為100V、200V的雙向晶閘管，需借助自耦調(diào)壓器把220V交流電壓降到器件耐壓值以下。 (2)T1和T2的位置不得接反，否則不能觸發(fā)雙向晶閘管。 (3)具體到Ua、Ub中的哪一端接火線(相線)，哪端接零線，可任選。 (4)利用雙向晶閘管作電子開關(guān)比機(jī)械開關(guān)更加優(yōu)越。因?yàn)橹恍韬艿偷目刂乒β剩湍芸刂葡喈?dāng)大的電流，它不存在觸點(diǎn)抖動(dòng)問題，動(dòng)作速度極快，在關(guān)斷時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)電弧現(xiàn)象。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，圖5.9.14中的開關(guān)S可用固態(tài)繼電器、干簧繼電器、光電繼電器等代替。 雙向晶閘管與單向晶閘管一樣，也具有觸發(fā)控制特性。不過，它的觸發(fā)控制特性與單向晶閘管有很大的不同，這就是無論在陽極和陰極間接入何種極性的電壓，只要在它的控制極上加上一個(gè)觸發(fā)脈沖，也不管這個(gè)脈沖是什么極性的，都可以使雙向晶閘管導(dǎo)通。由于雙向晶閘管在陽、陰極間接任何極性的工作電壓都可以實(shí)現(xiàn)觸發(fā)控制，因此雙向晶閘管的主電極也就沒有陽極、陰極之分，通常把這兩個(gè)主電極稱為T1電極和T2電極，將接在P型半導(dǎo)體材料上的主電極稱為T1電極，將接在N型半導(dǎo)體材料上的電極稱為T2電極。由于雙向晶閘管的兩個(gè)主電極沒有正負(fù)之分，所以它的參數(shù)中也就沒有正向峰值電壓與反同峰值電壓之分，而只用一個(gè)最大峰值電壓，雙向晶閘管的其他參數(shù)則和單向晶閘管相同。 盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩只普通晶閘管的組合，但實(shí)際上它是由7只晶體管和多只電阻構(gòu)成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般采用塑料封裝，有的還帶散熱板。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。 1、判定T1極 由圖可見，G極與T2極靠近，距T1極較遠(yuǎn)。因此，G—T2之間的正、反向電阻都很小。在用 RXl檔測(cè)任意兩腳之間的電阻時(shí)，只有在G-T2之間呈現(xiàn)低阻，正、反向電阻僅幾十歐，而T1-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為無窮大。這表明，如果測(cè)出某腳和其他兩腳都不通，就肯定是T1極。另外，采用TO—220封裝的雙向晶閘管，T1極通常與小散熱板連通，據(jù)此亦可確定T1極。 2、區(qū)分G極和T2極 (1) 找出T1極之后，首先 假定剩下兩腳中某一腳為T2極，另一腳為G極。 (2) 把黑表筆接T2極，紅表筆接T1極，電阻為無窮大。接著用紅表筆尖把T1與G短路，給 G極加上負(fù)觸發(fā)信號(hào)，電阻值應(yīng)為十歐左右，證明管子已經(jīng)導(dǎo)通，導(dǎo)通方向?yàn)門2一T1。再將紅表筆尖與G極脫開(但仍接T1)，若電阻值 保持不變，證明管子在觸發(fā)之后能維持導(dǎo)通狀態(tài)。 (3) 把紅表筆接T2極，黑表筆接T1極，然后使T1與G短路，給G極加上正觸發(fā)信號(hào)，電阻值仍為十歐左右，與G極脫開后若阻值不變，則說明管子經(jīng) 觸發(fā)后，在T1一T2方向上也能維持導(dǎo)通狀態(tài)，因此具有雙向觸發(fā)性質(zhì)。由此證明上述假定正確。否則是假定與實(shí)際不符，需再作出假定，重復(fù)以上測(cè)量。顯見，在識(shí)別G、T2，的過程中，也就檢查了雙向晶閘管的觸發(fā)能力。如果按哪種假定去測(cè)量，都不能使雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，證明管于巳損壞。對(duì)于lA的管子，亦可用RXl0檔檢測(cè)，對(duì)于3A及3A以上的管子，應(yīng)選RXl檔，否則難以維持導(dǎo)通狀態(tài)。 雙向晶閘管的發(fā)展現(xiàn)狀在我國精管行業(yè)發(fā)展很快。國內(nèi)分立器件廠商的主要產(chǎn)品以硅基二極管、三極管和晶閘管為主，國際功率半導(dǎo)體器件的主流主品功率MOS器件只是近年來才有所涉及，且主要為平面柵結(jié)構(gòu)的VDMOS器件，IGBT還處于研發(fā)階段。寬禁帶半導(dǎo)體器件主要是以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)為主，尚未有針對(duì)市場(chǎng)應(yīng)用的寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)品器件的產(chǎn)品研發(fā)。 一、普通二極管、三極管國內(nèi)的自給率已經(jīng)很高，但是在高檔的功率二極管，大部分還依賴進(jìn)口，國內(nèi)的產(chǎn)品性能還有不小的差距。 二、ABB晶閘管類器件產(chǎn)業(yè)成熟，種類齊全，普通晶閘管、快速晶閘管、超大功率晶閘管、光控晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、高頻晶閘管都能生產(chǎn)。CSR當(dāng)前可以生產(chǎn)6英寸、4000A、8500V超大功率晶閘管，居世界領(lǐng)先水平，已經(jīng)在我國的機(jī)車上大量使用，為我國的鐵路現(xiàn)代化建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。 三、在功率管領(lǐng)域，逐步有國內(nèi)的企業(yè)技術(shù)水平上升到MOS工藝，MOSFET的產(chǎn)業(yè)有一定規(guī)模，進(jìn)入21世紀(jì)后，這類器件的產(chǎn)品已批量進(jìn)入市場(chǎng)，幾十安培、200V的器件在民用產(chǎn)品上獲得了廣泛應(yīng)用，進(jìn)口替代已然開始。 四、IGBT、FRD（快恢復(fù)二極管）已經(jīng)有所突破，F(xiàn)RD初見規(guī)模。IGBT從封裝起步向芯片設(shè)計(jì)制造發(fā)展，從PT結(jié)構(gòu)向NPT發(fā)展，溝槽工藝正在開發(fā)中。IGBT產(chǎn)品進(jìn)入中試階段， 五、在電源管理領(lǐng)域，2008年前十名都見不到國內(nèi)的企業(yè)。 一、設(shè)計(jì)：國內(nèi)IGBT還處于研制階段，還沒有商品化的IGBT投入市場(chǎng)，我國IGBT芯片的產(chǎn)業(yè)化道路比較漫長。國內(nèi)的民營和海歸人士設(shè)立的公司已經(jīng)研發(fā)出了低端的IGBT產(chǎn)品，如常州宏微、斯達(dá)半導(dǎo)。CSR就不說了。 二、制造：IGBT對(duì)于技術(shù)要求較高，國內(nèi)企業(yè)還沒有從事IGBT生產(chǎn)。考慮到IP保護(hù)以及技術(shù)因素的限制，外資IDM廠商也沒有在國內(nèi)進(jìn)行IGBT晶圓制造和封裝的代工。華虹NEC和成芯的8寸線、華潤上華科技有限公司和深圳方正的6寸線均可提供功率器件的代工服務(wù)。 三、封裝：我國只有少數(shù)企業(yè)從事中小功率IGBT的封裝，而且尚未形成規(guī)模化生產(chǎn)，在IGBT芯片的產(chǎn)業(yè)化以及大功率IGBT封裝領(lǐng)域的技術(shù)更是一片空白。 一、BCD工藝已從無到有，從低壓向高壓發(fā)展，從硅基向SOI基發(fā)展。 二、從封裝起步向芯片設(shè)計(jì)制造發(fā)展，從PT結(jié)構(gòu)向NPT發(fā)展，溝槽工藝正在開發(fā)中。 一、平板式雙向晶閘管； 二、螺旋式雙向晶閘管。 一、平板式 二、螺栓式 （1）雙向晶閘管導(dǎo)通必須具備的條件是：只要在控制極（G）加有正或負(fù)向觸發(fā)電壓（即UG>0或UG<0=，則不論第一陽極（T1）與第二陽極（T2）之間加正向電壓或是反向電壓，晶閘管都能導(dǎo)通。? （2）晶閘管導(dǎo)通后，控制極（G）將失去作用，即：當(dāng)UG=0，晶閘管仍然導(dǎo)通。?? （3）只要使其導(dǎo)通（工作）電流小于晶閘管的維持電流值，或第一陽極（T1）與第二陽極（T2）間外加的電壓過零時(shí)，雙向晶閘管都將關(guān)斷。 參考資料 >工作原理
構(gòu)造
檢測(cè)方法
產(chǎn)品發(fā)展
產(chǎn)品分類
產(chǎn)業(yè)鏈
變化
產(chǎn)品分類
外形
產(chǎn)品尺寸
工作特性