一文读懂TRIAC的结构及工作原理

TRIAC （TRIode（三端）交流半导体开关）本质上是一种双向晶闸管，是在普通晶闸管的基础上发展起来的，不仅可以代替两个反极性并联的晶闸管，而且只用一个触发电路。是目前理想的交流开关器件。虽然TRIAC在形式上可以看作是两个普通晶闸管的组合，但实际上它是由七个晶体管和多个电阻组成的功率集成器件。小功率双向双向晶闸管一般采用塑料密封，有的还带有小散热极。典型产品有BCM1AM（1A/600V）、BCM3AM（3A/600V）、2N6075（4A/600V）、MAC218-10（8A/800V）等。大功率可控硅大多采用RD91封装，例如BTA40-700主要参数为：IT=40A、VDRM=700V、IGT=100mA。 

TRIAC结构及工作原理

TRIAC由NPNPN五层半导体材料组成，相当于两个普通晶闸管反向并联，它也有三个电极，分别是主电极T1、主电极T2和栅极G。图1是其结构和等效电路。双向可控硅。

图1：  TRIAC的结构和等效电路

TRIAC可以双向导通，即栅极加正或负触发电压即可触发TRIAC的正、负导通。图2是其触发状态。

图2： 触发状态

当栅极G和主电极T2的电压相对于主电极T1为正时(VT2>VT1，VG>VT1)或栅极G和主电极T1相对于主电极T2的电压为负(VT1<VT2，VG <VT2)，双向可控硅的导通方向为T2→T1，此时T2为阳极，T1为阴极。

当栅极G和主电极T1相对于主电极T2为正(VT1>VT2，VG>VT2)或栅极G和主电极T2相对于主电极T1为负(VT2<VT1， VG<VT1)，TRIAC导通方向为T1→T2，此时T1为阳极，T2为阴极。

在双向可控硅的主电极T1和主电极T2之间，无论施加电压的极性是正向还是反向，只要在栅极G和主电极T1之间存在正负极性不同的触发电压（或T2）以满足必要的触发电流，TRIAC可以触发导通处于低阻抗状态。此时，主电极T1和T2之间的电压降约为1V。

一旦TRIAC导通，即使失去触发电压，它也能继续保持其导通状态。当主电极T1、T2的电流减小到维持电流以下或T1、T2之间的电压改变极性，没有触发电压时，双向晶闸管截止，只有重新施加触发电压才能导通。再次开启。

单向晶闸管和 TRIAC之间的区别

与单向晶闸管相比，双向晶闸管的主要区别是：

(1)触发后双向导通；

(2)触发电压不区分极性，只要绝对值达到触发阈值，TRIAC即可导通。

双向晶闸管可广泛应用于工业、交通、家电等领域，实现交流调压、交流调速、交流开关、舞台调光、台灯调光等功能。此外，还用于固态继电器和固态接触器的电路中。

选择TRIAC时需要考虑的四个因素

在选择TRIAC时，需要考虑以下四个因素：

1、耐压：Vdrm=2-3倍电源电压，如电源电压AC=220V，则Vdrm>=600V。

2、允许电流：无浪涌电流的负载电流（如加热器负载）必须至少>=1.3-1.5倍负载电流；但当存在浪涌电流时（如电机负载），必须考虑环境温度、浪涌电流的峰值以及散热器的尺寸。

3、CR吸收电路：控制感性负载时，如由于转换时电流延时的作用，(di/dt)c和(dv/dt)c超过一定值，(di/dt)c和(dv/dt)c可能不需要栅极信号而Z直接进入导通状态，从而变得不可控。如果电源电压AC=220V，一般选择C=0.01--0.47uF，R=47--100Ω。

4、双向可控硅在施加正向或反向电压时可以通过栅极信号打开，因此需要注意栅极触发电路的设计：触发电流、触发电压、栅极电阻。

使用万用表确定TRIAC电极

下面介绍使用万用表R ×1档测定TRIAC电极并检查触发能力 的方法 。

1.确定T2极

从图3(a)可以看出，G极靠近T1极，距离T2极较远。因此，G-T1之间的正向和反向电阻很小。用R×1档位测量任意两引脚之间的电阻时，G-T1之间保持低电阻，正、负电阻只有几十欧姆。 T2-G和T2-T1之间的正向和反向电阻为无穷大。这表明，如果一个引脚无法与另外两个引脚导通，则该引脚一定是 T2 极。

此外，在 TO-220 封装的 TRIAC 中，T2 极通常连接到小型散热器。由此也可确定T2极。

2.区分G极和T1极 

(1)找到T2极后，首先假设剩下的两个引脚其中一个是T1极，另一个引脚是G极。 

(2)将黑表接T1极，红表接T2极，电阻为无穷大。然后用红色表头将T2和G短接，在G极加负触发信号，电阻值应在十欧姆左右（见图5（a）），证明该管子已经导通，导通方向为T1→T2。然后将红色表头与G极分离（但仍与T2相连），如果电阻值保持不变，则表明触发后管子可以保持导通状态（见图3（b））。 

（3）红表接T1极，黑表接T2极，然后将T2与G短接，在G极加正触发信号，电阻值为还是十几欧姆左右，如果G极分离后阻值不变，说明触发后该管子还能保持T2→T1方向的导通状态，因此具有双向触发特性。这证明上述假设是正确的。否则，假设与实际情况不符，需要做出新的假设并重复上述测量。 

显然，在识别G和T的过程中，还检查了TRIAC的触发能力。