【技术】解析可控硅结构及等效电路

时间： 2023-04-24 来源：力特奥维斯Littelfuse公众号

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可控硅又叫晶闸管，和其它半导体器件一样，具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。可控硅作为非常成熟的半导体器件，从弱电到强电，消费电子到工业等都得到广泛应用，可以作为整流、无触点电路开关以及逆变应用等，本章重点对于其结构以及等效电路展开分析，有助于读者加深对于可控硅产品的了解与认知。

可控硅从电气符号上相比于二极管多了一个门极引脚，从功能上来说都属于整流器，可控硅通过门极的控制可以实现导通角的调整。四层PN结的结合，可以拆成PNP三极管与NPN三极管复合结构，其中PNP的基极与NPN集电极连接，PNP集电极与NPN基极连接，构成了自锁回路。

当门极有足够驱动信号给到时，下管NPN导通工作，上管PNP门极通过下管NPN集电极给到的驱动电流，使得上官PNP也导通，通过互锁电路的正反馈，使得两个三极管进入饱和导通模式，此时已经无需外部继续提供驱动信号。从工作原理上来看，可控硅属于半控型器件，只可控制其开通，关断条件为主回路中电流过零时。

可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由门极决定，在门极上加正脉冲（或负脉冲）可使其正向（或反向）导通。下图为正向与反向可控硅以及两者结合起来的双向可控硅。

从结构上可以看到双向可控硅PN结的结合方式要复杂很多，不管是阴极、阳极还是门极，其中都是由PN两个结同时构成，下面对于其工作象限展开解析，就能更容易理解其工作机理。

第一象限

门极与MT1两端施加正驱动信号，门极的P结与MT1的N结构成导通路径，此时在MT2与MT1两端施加正向电压，即Vmt2-mt1>0，相应的MT2 P结介入导通，因此构成了自上而下的PNN与NPN结构与电流路径，因此工作在第一象限，驱动电压与主回路工作电压同为正。

第二象限

门极与MT1两端施加负驱动信号，主电路当中Vmt2-mt1为正，等效电路如下图，可见此时左侧NPN1电压Vmt1-g为正压，此时左侧NPN1三极管导通，对应的上管PNP基极得到驱动信号从而导通，继而NPN2基极得到驱动信号导通，此时去掉门极信号，上管PNP与下管NPN2已经构成正反馈自锁电路，第二象限工作电压为负，驱动电压为正。

第三象限

门极与MT1继续施加负压驱动信号，主电路Vmt2-mt1为负，等效电路图如下，此时NPN1因为驱动负压的存在而开始导通工作，NPN2基极与NPN1基极相通，因此NPN2有了驱动信号而导通，PNP基极在NPN2导通之后有了驱动电流导通，拉动NPN3导通，之后构成正反馈自锁电路。此时工作在第三象限，工作电压与驱动电压同时为负。

第四象限

门极与MT1施加正压驱动信号，主电路Vmt2-mt1为负，等效电路图如下，其中NPN1在门极驱动信号加持下导通，NPN2基极与NPN1共用，因此NPN2导通，给PNP基极带来驱动电流，同样的NPN3导通，从而构成正反馈自锁电路，此时的门极电压为正，主电路工作电压为负。

常用的双向可控硅有两种类型，标准的四象限、优化型型的三象限，三象限可控硅是通过在MT2端发射极做了特殊处理，防止其在第四象限导通，提高了换流能力，对于变化较大的负载，尤其是感性负载具有较大的dv/dt变化，容易引起可控硅的误导通，因此三象限可控硅增强了抗噪性，减少对保护电路的要求，以及提高防误触发能力。

可控硅变形：Sidactor，也叫固体放电管，是一种不需要触发引脚就能工作的可控硅。

可控硅常用的触发方式为门极触发，但还有一些不被人所熟知的触发方式，比如：高dv/dt，温度触发，光触发等，固体放电管就是利用可控硅的特性，在触发方式做了优化，因此去除了对于门极引脚的需求，结构如下，在工作电压超过击穿电压时，固体放电管导通，工作特性跟雷击常用的气体放电管类似，作为半导体产品，其具有响应速度快、漏电流小、无寿命衰减以及可靠性高等优点，常用于通信端口的浪涌保护，以及与压敏电阻搭配作为电源输入端的雷击保护，可以有效降低残压，对于功率器件有更好的保护效果。

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选型指南 - SLKOR - 2022/10/9 PDF 中文下载

DY 双向可控硅选型表

DY 双向可控硅选型：IT(RMS)(A)：4-40，ITSM(A)：40-400，VDRM-VRRM(V)：600-1600，IGT1-3(max)(mA)：≤5-≤35。

产品型号	品类	IT(RMS)(A)	ITSM(A)	VDRM-VRRM(V)	IGT1-3(max)(mA)	Package
BTB12-600TW	双向可控硅	12	120	600	≤5	TO-220

选型表 - DY 立即选型

时科的双向可控硅BAT04A系列，以其优异的低损耗、高热性能和安全性，成为众多应用场景中的理想选择

双向可控硅（TRIAC）作为一种能够在正负两个方向导通电流的半导体器件，广泛应用于需要高效控制电压、电流的场景中。其无触点、低噪音、快速响应的特性，使其在家电、工业控制、照明等多个领域中占据着重要地位。时科的双向可控硅产品，特别是BAT04A系列，以其优异的低损耗、高热性能和安全性，成为众多应用场景中的理想选择。

应用方案发布时间 : 2024-10-16

嘉兴南电（JXND）二极管/桥堆/可控硅选型指南

描述- 深圳嘉兴南电科技有限公司依托二十余年的专业经验，年产销二极管120亿只，产品包括表面贴装和轴向插接系列二极管及其他特种器件等上千余个品种，同时也对外承接各种分立器件的封装加工业务，可以为客户提供大批量、全系列、多品种、专业化的一揽子解决方案。

型号- 2EZ3. 3D5,MB10M,1N5956,SMBJ,MB10S,RS030,SMB3EZ270D5,MDBM,FR2M,RC820,RC825,MB10F,SS1200,MDBS,2305,2302,2301,2300,RS1A,SMF170A,RT41,RS1M,FR3A,RT008,SMF5.0CA,SMBJ540A,P6KE300A,RT24,GBU1510,SMAJ,TPSMA6.8CA,RT20,P4KE500A,SMB10J40A,FR1M,RC812,RC816,1SMA78AT3,3402,3401,3400,2W3.3V,SM8S系列,FR2A,HD10,P6KE6.8CA,MDBF,3407,SMAJ250A,TPSMA43CA,2EZ270D5,P4SMA,1SMB5913,ZMM55C2V4,GBU2510,SMA2EZ270D5,RS3A,3416,ABS,3415,1N5629A,3W5.6V,ZMM55C75,TMPG06-43A,5KP,RS3M,GBU2501,RS040,1SMB170AT3,SA200CA,SMCJ,FR3M,RC835,SMF5.0A,P6SMB220A,TPSMB6.8A,RS2A,RS2M,3EZ5.1D5,SS28,SM6T6V8A,SS26,KBL406,SS22,P4KE600A,SMA5J40A,CS326,1015,3W4.7V,2222,SS32,CS4358205A,KBL410,SS18,1.5KE系列,P4SMA540CA,SS14,SS12,P4KE系列,SMBJ5333,P6SMB250A,5W3.3V,SS3200,2W5.1V,1.5KE480A,P4KE250CA,GBU410,1.5KE6.8A,3W5.1V,P6SMB6.8CA,RS012,SS52,TPSMB43CA,SS38,P4SMA540A,P6SMB6.8A,SS36,BZG03C270,SMCJ220CA,A733,GBU401,2W4.7V,SS2200,SMBJ5362,SA5.0A,F1A,5401,DB207S,RS008,P6SMB,F1M,SMAJ200A,P6SMB540CA,1.5SMC200A,P4SMA系列,SM6S36A,SMB8J40CA,5KP200CA,SZ103D,DB107S,TMPG06-6.8A,5551,SMB10J系列,BAT54S,SS58,RC412,SS56,DF15005,SMAJ540A,2W5.6V,SMF,SS2150,E1A,BAT54C,SMAJ250CA,P4KE200CA,1N5333,P6KE200CA,1N4727A,DF1510,1N5646CA,E1J,U1A,K310,P6KE500CA,1.5KE600A,C945,DF1510S,US2A,5KP系列,3W3.3V,SMB8J5.0CA,SA200A,U1M,SS1150,BYG20D,SA5.0CA,P4SMA250CA,BYG20J,US2M,P6KE500A,TMPG系列,US1A,P4KE300A,SM5S10A,US1M,S8550,SMBJ5.0A,RC620,K210,2W系列,RC625,DF10S,2W6.8V,TMPG06-43CA,SS3150,P6KE系列,RS07B,SMAJ5.0CA,1N5362,T4UB10,1.5KE480CA,BZG05C100,1.5KE250CA,SAC50,P6SMB系列,RC612,FR101,RC616,US3A,FR107,DF005,SMAJ系列,SAC5.0,BZG05C3V3,SM5S36A,DB201S,US3M,GBU1501,S1A,RC640,BT08,SMCJ5.0CA,K110,S1M,DF210,SMCJ220A,KBL,P6SMB540A,KBP,DB101S,KBU,SMB8J系列,S2A,P6KE,RC635,TPSMA6.8A,RC1025,TPSMB,SMBJ250CA,RS07M,TPSMA,RS080,S2M,SS5200,5W200V,T4UB01,1.5KE600CA,ZY6.8,SMBJ5.0CA,P4KE6.8CA,S3A,P4SMA250A,1.5SMC系列,5KP5.0A/CA,UF5408,SMBJ220CA,ZMM200,S3M,UF5401,P6SMB220CA,SMBZ5919,SMBJ系列,TMPG,P4KE,SMB10J,2305A,3W系列,1SMA系列,P4KE350A,TPSMA系列,SMAZ5919B,1N,DF10,BZT52B75,1N5629CA,ABS10,SA,SAC系列,1.5SMC,SMB10J5.0A,1.5KE300A,DB157S,SMA5J系列,ABS01,RC1225,KBU808,SMB3EZ3.9D5,SMF系列,1.5KE500CA,1SMB系列,BZT52C76,SMCJ系列,TPSMB系列,KBU810,1.5SMC6.8A,A42,3W200V,A44,RL39B,DF15005S,DB157,SMB8J,SM6S,DB151,BAT54,5W系列,BAV99,2907,KBP210,1815,SM6T,BZT52C3V6,RC1640,BZD27C3V6P,SMA5J,MB1F,MB1M,MB1S,P4SMA220CA,SMAJ5.0A,SMBJ250A,SM5S,P6KE480CA,SM6S10A,HZ401,P6KE600A,5W6.8V,S8050,BAV70,SM8S,DB-S,GBU,SS5150,KBP310,1.5KE500A,3904,3906,SS8550,P6KE600CA,KBP201,2W200V,Р6KE6.8A,1SMB5.0AT3,GBU1001,1SMA4764,SS110,DW01A,ZY200,SMAJ200CA,SMBZ5945B,SM6T220A,A92,SM5S系列,A94,1.5KE350A,SZ10D0,HZ410,SMBJ540CA,TMPG06-6.8CA,TPSMB43A,DB151S,HER508,SS220,HER501,1623,5W5.1V,P6SMB250CA,1.5KE6.8CA,FS8205A,KBP301,SM6T系列,1SMB,2N7002,1SMA,P4SMA220A,M28S,P4KE480CA,5KP200A/CA,TPSMA43A,P6KE250CA,1N4761A,ES1J,GBU610,BZT52B2V4,TPSMB6.8CA,3EZ75D5,ES2A,1N系列,HZ210,HZ310,9014,9015,1SMA5.0AT3,9012,9013,1N4933,DB107,1N4937,GBU1010,DB101,UF4007,GBU601,RC1625,UF4001,SMAZ5945B,P4KE600CA,SMBJ220A,SM6S系列,SA系列,SMF170CA,P6KE350A,SMA5J5.0A,ES1A,1N5913,KBU1010,ES3J,ES3M,1N5646A,1SMA4728,RL3.6B,P6KE480A,ES2J,DB207,SM8S10A,DB201,5W5.6V,ES2M,K12,5KP5.0CA,BZD27C75P,HD005,3W6.8V,K16,K18,SAC,DF005S,ES3A,SS8050,DF2005,1.5KE200CA,RT16,RT14,1SMB5957,RT12,RT10,P4KE500CA,SM8S43A,K24,GBU810,SS215,K26,P4KE480A,P4SMA6.8A,BZG03C10,SMA2EZ3.3D5,1.5KE,DF2005S,ZMM1,FR1A,DF210S,RT04,RT02,RT01,5W4.7V,SMCJ5.0A,K34,RT06,GBU801,P4SMA6.8CA,P4KE6.8A,M7F

选型指南 - 嘉兴南电 - 2019/11/18 PDF 中文下载

【产品】高温Alternistor三端双向可控硅，简化热管理并抑制高浪涌

Littelfuse推出两个系列的高温Alternistor三端双向可控硅，具有200A/250A ITSM额定值，内部隔离的TO-220和TO-218封装提供更好的热散逸性与更高的绝缘电压，成为该公司晶闸管产品组合中的最新产品。

新产品发布时间 : 2018-04-09

【元件】轻松驾驭高压电流，时科BAT04A低损耗、高热性能双向可控硅从未如此简单

随着智能化设备和工业自动化的发展，电力控制系统对元器件的要求也越来越高。双向可控硅（Triac）作为一种高效、稳定的电力开关元件，凭借其低功耗、高性能的特点，在电力转换、电机控制、调光控制等领域得到了广泛应用。时科电子的BAT04A双向可控硅，凭借其卓越的技术参数和独特的性能优势，成为了智能电气设备和工业控制系统中的重要选择。

产品发布时间 : 2024-10-11

BT134-500/600/800 双向可控硅 DATA SHEET (BT134-500/600/800 Triac DATA SHEET)

型号- BT134-600,BT134-500,BT134-800

数据手册 - 蓝箭电子 - Rev.E - Mar.-2016 PDF 中英文下载

【应用】光耦OR-MOC3063S配合功率双向可控硅MAC4DSN用于控制电动调节阀24V交流电机电源

笔者最近在做热力管网中的电动平衡调节，电动调节的核心是电动调节阀。由于方案的尺寸限制，控制电动调节阀交流24V电源的方式选择了光耦+可控硅。可控硅按照AC220V的标准进行的选择，而光耦则需要有过零检测功能。据此笔者选择了奥伦德的光耦OR-MOC3063S搭配力特的功率双向可控硅MAC4DSN

应用方案发布时间 : 2020-06-06

QVxx12xHx Series 12 A High-Temperature Alternistor TRIACs Thyristor Datasheet

型号- QVXX12DHYRP,QVXX12XHX SERIES,QVXX12DHYTP,QVXX12VHY,QVXX12RHYTP,QVXX12NHYRP,QVXX12NHYTP,QVXX12XH3,QVXX12XH4,QVXX12VHYTP,QVXX12XH5,QVXX12DHY,QVXX12XHX,QVXX12LHYTP,QVXX12DH3,QVXX12LHY,QVXX12NH5,QVXX12VH3,QVXX12NH4,QVXX12LH5,QVXX12LH4,QVXX12RHY,QV6012LH456,QVXX12NHY,QVXX12RH5,QVXX12RH4

数据手册 - LITTELFUSE - 08/01/2024 PDF 英文下载

【产品】BTA12-x00CW系列12A三端双向可控硅，中断电压高达800伏，适用于交流电机控制

Littelfuse推出BTA12-x00CW系列12A三端双向可控硅，型号有BTA12-600CW3G,BTA12-800CW3G，工业标准TO-220AB封装，中断电压高达800伏，25°C条件下通态电流额定值为12安培RMS。专门用于需要高抗扰度和换向di/dt的高性能全波交流控制应用。

新产品发布时间 : 2018-10-05

【应用】双向可控硅Q6006DH3在洗碗机电机启动电路中的应用，非重复浪涌电流高达80A

Littelfuse公司的Q6006DH3双向可控硅，采用玻璃钝化结构造，具有1000V的VRRM电压（反向重复峰值电压），浪涌电压高达85A，满足高可靠设计的要求，适合应用在洗碗机电机启动电路。

应用方案发布时间 : 2020-01-07

晶台DIP6零交叉双向可控硅光耦KL306X，峰值击穿电压600V，零电压交叉

晶台KL306X系列是由一个砷化镓红外发光二极管和一个单晶硅芯片的零交叉光电双向晶闸管组成的可控硅光电耦合器，它被设计用于与逻辑系统到110-380伏线路的设计接口，如固态继电器、工业控制、电机、螺线管和消费电器。

产品发布时间 : 2024-08-02

Littelfuse（力特） BTA12-600BW3G/BTA12-800BW3G 晶闸管数据手册

型号- BTA12-600BW3G,BTA12-800BW3G,BTA12−600BW3G,BTA12−XBWG,BTA12−800BW3G

数据手册 - LITTELFUSE - 2017年01月19日 PDF 英文下载

【产品】16安培高温交变三端双向可控硅QJxx16xHx，高达150°C的高结温

Littelfuse推出QJxx16xHx系列这款16A高温交变三端双向可控硅采用TO-220AB、TO-220隔离型和TO-263封装，具备150C最高结温和200A ITSM(60Hz)。该系列产品有助于为交流电源控制应用简化热管理并提高浪涌处理能力，包括加热器控制、电机转速控制、照明控制和静态开关继电器。

新产品发布时间 : 2018-09-22