觸發二極管的基本架構、顯著特征及原理剖析有哪些?
描述
觸發二極管又稱雙向觸發二極管(DIAC)屬三層結構,具有對稱性的二端半導體器件。常用來觸發雙向可控硅 ,在電路中作過壓保護等用途。
一、定義與原理
觸發管,又稱晶閘管或雙向觸發二極管(DIAC),是由半導體材料制成的具有單向導電性的雙終端裝置。它具有四個區域,即P、N、P、N四個區域,其中兩個相鄰的N區域構成PN結,被稱為控制結,另外兩個P區域構成PN結,被稱為主結。當控制結施加一個正向電壓,PN結就會被擊穿,電流就會流過觸發管,電路就會被閉合。觸發管在反向擊穿狀態下工作,在制造過程中具有低壓擊穿特性,反向擊穿電壓恒定。

二、種類
觸發管的種類包括高壓觸發管、低壓觸發管、雙向觸發管等。這些不同類型的觸發管在擊穿電壓、電流容量等參數上有所不同,適用于不同的應用場景。


三、特性
- 單向導電性:觸發管具有單向導電性,即電流只能從正極流向負極,不能從負極流向正極。
- 快速開關:觸發管具有快速的開關速度,可以在短時間內完成電路的閉合和斷開。
- 高可靠性:觸發管具有較高的可靠性,能夠在惡劣的工作環境下穩定工作。
- 體積小、重量輕:觸發管的體積小、重量輕,便于安裝和使用。
四、應用
- 交流電控制:觸發管可以用來控制交流電的開關,實現燈光控制、電機控制等。
- 直流電控制:觸發管可以用來控制直流電的輸出,實現電源開關、電池充電等。
- 反向電壓保護:觸發管可以用來保護電路不受反向電壓的損害。
- 調光控制:觸發管可以用來實現燈光的調光,節約能源,保護環境。
此外,觸發管還可以與其他元器件配合使用,實現自動化控制,如用觸發管控制繼電器、電機等。
五、工作原理
觸發二極管的工作原理基于其內部PN結的電壓-電流特性。在未觸發狀態下,觸發二極管的兩端相當于兩個反方向并聯的PN結,由于觸發層的摻雜濃度較低,其電阻較高,使得整個器件處于高阻態,即截止狀態。此時,無論外加電壓的極性如何,觸發二極管都不會導通。然而,當外加電壓增加到一定程度(即觸發電壓VBO)時,觸發二極管內部的PN結開始發生雪崩擊穿效應,使得電流迅速增加并觸發器件進入導通狀態。此時,觸發二極管兩端的電壓將迅速下降并穩定在一個較低的水平(即通態電壓),同時允許較大的電流通過。

六、應用實例
雙向觸發二極管和可控硅的應用電路:

七、檢測方法
正反向電阻值的測量:用萬用表R×1k或R×10k檔,測量雙向觸發二極管正、反向電阻值。正常時其正、反向電阻值均應為無窮大。若測得正、反向電阻值均很小或為0,則說明該二極管已擊穿損壞。

測量雙向觸發二極管的轉折電壓有三種方法(如圖3所示):
方法一
1)將兆歐表的正極(E)和負極(L)分別接雙向觸發二極管的兩端,用兆歐表提供擊穿電壓,同時用萬用表的直流電壓檔測量出電壓值,將雙向觸發二極管的兩極對調后再測量一次。比較一下兩次測量的電壓值的偏差(一般為3~6V)。此偏差值越小,說明此二極管的性能越好。
方法二
2)先用萬用表測出市電電壓U,然后將被測雙向觸發二極管串入萬用表的交流電壓測量回路后,接入市電電壓,讀出電壓值U1,再將雙向觸發二極管的兩極對調連接后并讀出電壓值U2。
若U1與U2的電壓值相同,但與U的電壓值不同,則說明該雙向觸發二極管的導通性能對稱性良好。若U1與U2的電壓值相差較大時,則說明該雙向觸發二極管的導通性不對稱。若U1、U2電壓值均與市電U相同時,則說明該雙向觸發二極管內部已短路損壞。若U1、U2的電壓值均為0V,則說明該雙向觸發二極管內部已開路損壞。
方法三
3)用0~50V連續可調直流電源,將電源的正極串接1只20kΩ電阻器后與雙向觸發二極管的一端相接,將電源的負極串接萬用表電流檔(將其置于1mA檔)后與雙向觸發二極管的另一端相接。逐漸增加電源電壓,當電流表指針有較明顯擺動時(幾十微安以上),則說明此雙向觸發二極管已導通,此時電源的電壓值即是雙向觸發二極管的轉折電壓。
關鍵詞:
觸發二極管,雙向觸發二極管,高壓觸發二極管,二極管,觸發雙向可控硅,電源電路
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