從理論上來講,雙向可控硅(可控硅開關)可以說是有兩個反向并列的單向可控硅組成,理解單向可控硅的工作原理是理解雙向可控硅工作原理的基礎
單向可控硅
單向可控硅也叫晶閘管,其組成結構圖如圖1-a所示,可以分割成四個硅區P、N、P、N和A、K、G三個接線極。把圖一按圖1-b 所示切成兩半,就很容易理解成如圖1-c所示由一個PNP三極管和一個NPN三極管為主組成一個單向可控硅管。
在圖1-c的基礎上接通電源控制電路如圖2所示,當陽極-陰極(A-K)接上正向電壓V后,只要柵極G接通觸發電源Vg,三極管Q2就會正向導通,開通瞬間Q1只是類似于接在Q1集電極的一個負載與電源正極接通,隨后Q1也在Q2的拉電流下導通,此時由于C被充電,即便斷開G極的觸發電源Vg,Q1和Q2在相互作用下仍能維持導通狀態,只有當電源電壓V變得相當小之后Q1和Q2才會再次截止。
雙向可控硅
相比于單向可控硅,雙向可控硅在原理上最大的區別就是能雙向導通,不再有陽極陰極之分,取而代之以T1和T2,其結構示意圖如圖3-a所示,如果不考慮G級的不同,把它分割成圖3-b所示,可以看出相當于兩個單向可控硅反向并聯而成[1-2],如圖3-c所示連接。
當T1與T2之間接通電源后,給G極正向觸發信號(相對于T1、T2所接電源負極而言),其工作原理如前面單向可控硅完全相同。當G極接負觸發信號時,其工作過原理如圖4所示,此時Q3的基極B和發射極E處于正偏電壓而致使Q3導通,繼而Q1導通給電容C充電后致Q2導通并保持導通狀態。
雙向可控硅的主要特點
雙向可控硅的英文簡稱TRIC是英文Triad AC semiconductor switch的縮寫,其意思是三端交流半導體開關,目前主要用于對交流電源的控制,主要特點表現在能在四個象限來使可控硅觸發導通和保持導通,直到所接電源撤出或反向[6][7]。
第一象限是T2接電源V的正極T1接電源V的負極,G觸發信號Vg的正。
第二象限是T2接電源V的正極T1接電源V的負極,G觸發信號Vg的負。
第三、四象限是T1接電源V的正極T2接電源V的負極,G觸發信號分別接Vg的正、負極。