TRIAC

在本教程中，我们将了解TRIAC的一些基础知识。在此过程中，我们将了解TRIAC的结构，符号，工作，特征和应用。

介绍

如我们所知，SCR作为单向装置，具有反向阻塞特性，可防止当前流动在反向偏置条件下。但是对于许多应用，需要对电流的双向控制，尤其是在交流电路中。为了用SCR实现这一目标，必须以反平行的方式连接两个SCR，以控制输入的正和负半周期。

但是，该结构可以用特殊的半导体装置代替，称为TRIAC，以完成双向对照。TRIAC是一种双向开关设备，可以有效，准确地控制AC功率。这些通常用于电动机速度控制器，交流电路，压力控制系统，光照器和其他交流控制设备。

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三叉计学基础知识

TRIAC是晶闸管设备家族的重要成员。这是一个双向设备，可以在正向和反向偏置条件下传递电流，因此是AC控制装置。TRIAC等同于与一个栅极端子连接的两个背对背SCR，如图所示。

TRIAC是三极管交流开关的缩写。TRI意味着由三个端子和AC组成的设备表示它控制交流电源，或者可以在交流电流的两个方向上进行操作。

TRIAC具有三个末端，即主端子1（MT1），主端子2（MT2）和GATE（G），如图所示。如果MT1在MT2方面向前偏置，则电流从MT1流向MT2。类似地，如果MT2与MT1偏向偏置，则电流从MT2流向MT1。

每当栅极用适当的门脉冲触发栅极时，就可以达到上述两个条件。与SCR相似，TRIAC也通过将适当的电流脉冲注入栅极末端来转动。一旦打开，它就会将其对传导的闸门控制。因此，可以通过将电流通过主端子降低到零来关闭创伤。

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TRIAC的构建

TRIAC是五层，三个末端半导体装置。在SCR的情况下，末端标记为MT1，MT2为阳极和阴极末端。大门表示为G类，类似于晶闸管。栅极末端通过金属接触连接到N4和P2区域，并且接近MT1端子。

末端MT1连接到N2和P2区域，而MT2均连接到N3和P1区域。因此，端子MT1和MT2连接到设备的P和N区域，因此这两个端子之间的施加电压极性决定了通过设备层的电流流动。

在门打开的情况下，对于正向偏置的创伤，MT2相对于MT1的阳性。因此，创伤以正向阻塞模式运行，直到对TRIAC的电压小于正向断开电压。类似地，对于反向偏置的TRIAC，MT2相对于MT1在GATE打开的情况下呈阴性。

直到TRIAC上的电压小于反向断裂电压，设备以反向阻断模式运行。可以通过栅极末端的正或负电压来使创伤进行导电。

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TRIAC的工作和操作

由于它是双向装置，因此可以将负和正电压的各种组合连接到三端端子。使TRIAC运行四个不同的操作象限或模式的四个可能的电极电势组合被称为。

1. 相对于MT1，MT2相对于MT1呈阳性。
2. 相对于MT1，MT2相对于MT1为阳性。
3. 相对于MT1，MT2相对于MT1负阴性。
4. 相对于MT1，MT2相对于MT1呈阳性。

通常，与任何TRIAC的其他模式相比，在第二象限或模式下的锁存电流在第四模式中更高。

大多数应用程序，使用负触发电流电路，这意味着2和3象限用于双向控制中的可靠触发，以及当栅极灵敏度至关重要时。通常采用模式1和4的门灵敏度最高。

模式1：MT2为正，正门电流

当栅极端子相对于MT1呈阳性时，栅极电流流过P2和N2连接。当该电流流动时，P2层充满了电子，然后这些电子被扩散到接线J2（或P2-N1交界处）的边缘。

N1层收集的这些电子在N1层上构建了空间电荷。因此，将P1区域的更多孔扩散到N1区域，以中和负空间电荷。这些孔到达连接J2并在P2区域产生正空电荷，这会导致更多电子从N2注入P2。

这会导致阳性再生，最后主要电流从MT2到MT1穿过区域P1-N1 - P2 - N2。

模式2：MT2为正，负门电流

当MT2为正且栅极端子相对于MT1为负时，栅极电流流过P2-N4连接。此门电流向前偏向辅助P1N1P2N4结构的P2-N4连接。这导致TRIAC最初通过P1N1P2N4层进行。

这进一步提高了P2N2之间的电位，向MT2的电势。这会导致电流从从左到右建立在P2层中，从而向前偏置P2N2。因此，主结构P1N1P2N2开始进行。

最初进行的辅助结构P1N1P2N4被视为试点SCR，而后来进行的结构P1N1P2N2被认为是主SCR。因此，Pilot SCR的阳极电流用作主SCR的门电流。在这种模式下，对栅极电流的敏感性较小，因此需要更多的栅极电流才能转动TRIAC。

模式3：MT2为负，正门电流

在此模式下，MT2相对于MT1而言是负面的，并且通过在GATE和MT1端子之间施加正电压来打开设备。开启由N2启动，N2充当远程门控制，结构导致打开TRIAC为P2N1P1N3。

外门电流向前偏向p2-n2。N2层将电子注射到P2层中，然后通过接线P2N1收集。该结果增加了电流通过P2N1连接的流动。

从P2层注入的孔通过N1区域扩散。这会在P区域建立正空心。因此，将更多来自N3的电子扩散到P1中，以中和正式的空间电荷。

因此，这些电子到达Junction J2并在N1Region中产生负空间电荷，从而将更多的P2孔注入N1区域。这种再生过程一直持续到结构P2N1P1N3打开TRIAC并进行外部电流。

当TRIAC通过远程门N2打开时，该设备在此模式下对正门电流不太敏感。

模式4：MT2为负，负门电流

在此模式下，N4充当远程门，并将电子注入P2区域。外门电流向前偏向p2N4。来自N4区域的电子通过P2N1连接收集，增加了P1N1连接的电流。

因此，结构P2N1P1N3通过再生作用打开。与模式3中的正门电流相比，在这种模式下，TRIAC更敏感。

从上面的讨论中可以得出结论，模式2和3是较不敏感的配置，需要更多的栅极电流来触发TRIAC，而更常见的TRIAC触发模式为1和4，具有更大的灵敏度。在实践中，选择了更灵敏的操作模式，以使门的极性与端子MT2的极性匹配。

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V-I TRIAC的特征

像抗平行线相连的两个晶状体的创伤功能，因此，第一和第三象限中TRIAC的VI特性将与晶状体的VI特征相似。当端子MT2相对于MT1端子为正时，据说创伤处于正向阻塞模式。

如果设备上的电压低于断裂电压，则一小部分泄漏电流流过设备。一旦达到设备的断开电压，则如下图所示，TRIAC打开。

但是，也可以通过在VBO下方的TRIAC打开TRIAC，以使通过设备的电流应大于TRIAC的闩锁电流。

同样，当末端MT2相对于MT1负阴性时，TREIC处于反向阻断模式。一个小的泄漏电流流过设备，直到被断裂电压或门触发方法触发。因此，向栅极的正脉冲或负脉冲都触发了两个方向的TRIAC。

TRIAC开始进行的电源电压取决于栅极电流。如果门流较大，则较小的是打开TRIAC的电源电压。上面讨论的模式-1触发在第一个象限中使用，而模式-3触发在第三象限中使用。

由于TRIAC的内部结构，在不同的操作模式下，闩锁电流的实际值，栅极触发电流和保持电流可能略有不同。因此，创伤的评分大大低于晶闸管。

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优点

TRIAC可以由在门上施加的正极电压和负极电压触发。

• 它可以操作并切换两个半周期交流波形。
• 与需要两个尺寸稍小的散热器的抗平行晶格配置相比，TRIAC需要一个尺寸稍大的散热器。因此，TRIAC在交流电源应用中节省了空间和成本。
• 在DC应用中，需要将SCR与平行二极管连接，以防止反向电压。但是TRIAC可能在没有二极管的情况下可以工作，任何方向都可能会出现安全的分解。

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缺点

• 与晶闸管相比，这些评分较低。
• 选择门时需要仔细考虑触发电路由于可以在前进和反向偏置条件下触发TRIAC。
• 与晶闸管相比，这些额定值较低。
• 这些具有很小的切换频率。
• Triacs不如晶闸管可靠。

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申请

由于AC的双向控制，TRIAC被用作交流电源控制器，风扇控制器，加热器控制器，SCR的触发设备，三个位置静态开关，灯光调光器等。TRIAC作为开关和相位控制应用程序。

TRIAC作为高功率开关

由于TRIAC使用低门电压和电流来控制高负载电压和电流，因此通常将其用作许多开关操作中的开关设备。下图显示了TRIAC作为ON/OFF AC开关的使用来控制高功率灯。

当开关s处于位置1时，TRIAC处于正向阻塞模式，因此灯保持在状态下。如果将开关扔入位置2，则一个小栅极电流流过栅极端子，因此将TRIAC打开。这进一步使灯打开以提供完整的输出。

使用TRIAC的相位控制

像SCR一样，Triacs也可以使用一种变化平均功率的相位控制方法。通过控制输入AC的每个半循环中的触发角度，可以控制输送到负载的功率。延迟触发的延迟称为延迟角，而TRIAC导电的角度称为传导角。

下图显示了TRIAC用于相控制方法的使用，以便为负载产生可变功率。DIODES D1和D2分别以正面和负半周期的形式传递到栅极末端。

一旦给电路输入AC电源，只要施加的电压小于VBO或栅极电流小于最小门电流，则TRIAC处于阻塞状态（向前或反向）。在输入的正半周期期间，二极管D1向前偏置，因此将正栅极电流应用于栅极。

因此，将栅极触发，从而触发TRIAC进入传导状态。在输入的负半周期中，二极管D2是正向偏置的，因此栅极电流通过其流过，从而打开了TRIAC。

同样，通过应用适当的栅极信号来控制输送到负载的交流功率以任一方向控制。通过改变上述电路中的电阻R2来控制TRIAC的传导角。

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Triac vs scr

• TRIAC是双向设备，而SCR是单向装置。
• 三端端子为MT2，MT1和GATE，而SCR则具有阳极，阴极和栅极末端。
• 对于正栅极和负栅极电流，Traic均可进行，但仅在栅极电流转向SCR上的方向。
• TRIAC可以使用四种不同的操作模式，而SCR可以使用一种操作模式。
• 与SCR相比，TRIAC的评分较少。
• 第一个象限和scr特性在第一个象限。
• 与SCR相比，可靠性较小。

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