双向晶闸管

双向晶闸管，是一种三端电子元件，在触发时在任一方向传导电流。 “双向晶闸管”一词是通用商标。

双向晶闸管是晶闸管的一个子集（类似于继电器，因为小电压和电流可以控制更大的电压和电流）并且与可控硅 (SCR) 相关。 双向晶闸管与 SCR 的不同之处在于它们允许电流在两个方向上流动，而 SCR 只能在一个方向上传导电流。 大多数双向晶闸管可以通过向栅极施加正电压或负电压来触发（SCR 需要正电压）。 一旦触发，SCR 和双向晶闸管将继续导通，即使栅极电流停止，直到主电流降至低于某个称为保持电流的水平。

栅极可关断晶闸管 (GTO) 类似于双向晶闸管，但通过在栅极信号停止时关闭来提供更多控制。

双向晶闸管的双向性使其成为交流电 (AC) 的便捷开关。 此外，在主电路中以受控交流相位角应用触发器可以控制流入负载的平均电流（相位控制）。 这通常用于控制通用电机的速度、调光灯和控制电加热器。 双向晶闸管是双极器件。

要了解双向晶闸管的工作原理，请考虑栅极和 MT2 电压的四种可能组合中的每一种与 MT1 相关的触发。四种不同的情况（象限）。主端子 1 (MT1) 和主端子 (MT2) 也分别称为阳极 1 (A1) 和阳极 2 (A2)。

相对灵敏度取决于特定 TRIAC 的物理结构，但通常，象限 I 最灵敏（所需栅极电流最少），而象限 4 最不灵敏（所需栅极电流xxx）。

在1、2象限，MT2为正，电流从MT2经P、N、P、N层流向MT1。 与 MT2 相连的 N 区域没有显着参与。 在3、4象限，MT2为负，电流从MT1流向MT2，也流经P、N、P、N层。 连接到 MT2 的 N 区域处于活动状态，但连接到 MT1 的 N 区域仅参与初始触发，不参与大电流流动。

在大多数应用中，栅极电流来自 MT2，因此象限 1 和 3 是xxx的工作模式（栅极和 MT2 均正或负于 MT1）。 从 IC 或数字驱动电路进行单极性触发的其他应用在第 2 和第 3 象限中运行，其中 MT1 通常连接到正电压（例如 +5V），栅极被下拉至 0V（接地）。

当门和 MT2 相对于 MT1 为正时，象限 1 操作发生。

栅极电流使等效的 NPN 晶体管导通，进而从等效的 PNP 晶体管的基极吸取电流，使其也导通。 部分栅极电流（虚线）通过 p 型硅的欧姆路径损耗，直接流入 MT1，而不通过 NPN 晶体管基极。 在这种情况下，p 型硅中的空穴注入使得 MT1 下方堆叠的 n、p 和 n 层表现得像 NPN 晶体管，由于其基极中存在电流而导通。 反过来，这会导致 MT2 上的 p、n 和 p 层表现得像 PNP 晶体管，由于其 n 型基极相对于其发射极 (MT2) 正向偏置而导通。 因此，触发方案与 SCR 相同。

但是，结构与 SCR 不同。 特别是双向晶闸管，总是有很小的电流从栅极直接通过p型硅流到MT1，而不经过等效NPN三极管基极和发射极之间的p-n结。 该电流在中用红色虚线表示，这就是为什么双向晶闸管需要比同等额定 SCR 更大的栅极电流才能开启的原因。

一般来说，这个象限是四个象限中最敏感的。 这是因为它是栅极电流直接注入其中一个主要器件晶体管基极的xxx象限。

当栅极为负且 MT2 相对于 MT1 为正时，象限 2 操作发生。

显示了触发过程。 当来自 MT1 的电流通过栅极下方的 p-n 结流入栅极时，器件的开启是三次的。 这样就导通了一个NPN三极管和一个PNP三极管组成的以栅极为阴极的结构。 随着进入栅极的电流增加，栅极下方 p 型硅左侧的电势向 MT1 上升。