双向可控硅(双向硅闸流管)是一种可控硅的派生元件,其外形同普通可控硅一样。它是把两只反并联的可控硅做在同一个硅片上制成,并用一个门极(控制极)控制。
双向可控硅工作于交流回路中,可以代替两个反并联的可控硅,且控制电路简单,目前已成功地使用在无触点开关、调光、控温、电机调速和换向等技术领域。
本期封三介绍了这种可控硅的各项资料。所列参数的意义有些与KP型可控硅的一样,请参看本刊1977年第4期,现将其他参数简述如下。
额定通态电流(I\(_{T}\))。在环境温度为+40℃和规定的冷却条件下,元件在电阻性负载的单相50赫正弦波交流电路中,当结温稳定且不超过额定结温时所允许的最大通态电流(有效值)。
门极触发电流(I\(_{GT}\)):在室温下,主电压(主端子之间的电压)为12伏直流电压时,用门极触发,使元件完全开通所必需的最小门极直流电流(包括三种触发方式)。
门极触发电压(V\(_{GT}\)):对应于门极触发电流的门极直流电压(包括三种触发方式)。
通态电压(V\(_{T}\)):在规定条件下,元件通以额定电流,结温稳定时,两个方向主电压的平均值之和。
换向电流临界下降率(di/dt)\(_{c}\):元件由一个通态转换到相反方向时,所允许的最大通态电流下降率。超过此下降率则换向失败,有时还导致元件损坏。
浪涌电流(I\(_{TSM}\)):在规定条件下,元件通以额定通态电流,稳定后,在单相50赫正弦波一周期间能承受的最大过载电流。紧接浪涌后不要求承受断态电压。浪涌电流用峰值表示。浪涌电流是不重复性额定值,在元件的寿命期间,浪涌次数有一定的限制。
额定结温(T\(_{jm}\)):元件在正常工作条件下所允许的最高P-N结温度。在此温度和门极断路时,断态重复峰值电压不得低于额定值。
为了更好地理解上述参数的意义,可参看元件的主特性曲线(见封三),它联系主电压与主电流,并是以门极电流为参变量的函数关系。断态是指主特性曲线起始点(原点)至转折点之间高阻小电流的区域(OA段);通态是指主特性曲线的低阻低压的区域(BC段);从断态过渡到通态之间的区域(AB)段为负阻态。元件的主特性曲线第Ⅰ象限和第Ⅲ象限具有基本相同的对称性能。

关于触发方式,是指在主持性曲线何象限,门极以何极性触发元件的方法。按照门极和主端子极性的组合,元件有四种触发方式,本标准规定I\(_{+}\)、I-和Ⅲ\(_{-}\)三种触发方式,定义为:
I\(_{+}\):在主特性曲线,第Ⅰ象限(T1为正),门极相对于T\(_{2}\)为正的触发;
I\(_{-}\):在主特性曲线,第Ⅰ象限(T1为正),门极相对于T\(_{2}\)为负的触发;
Ⅲ\(_{-}\):在主特性曲线,第Ⅲ象限(T1为负),门极相对于T\(_{2}\)为负的触发。
使用注意事项
1.元件的额定电流指的是有效值,勿与KP型可控硅的额定电流平均值相混淆。选择时应按此值再考虑适当的余量。元件的过载能力(浪涌能力)是指在额定电流有效值的基础上的过电流倍数。譬如:额定电流为20安的元件,过载倍数是指一个周期内不超过额定电流的峰值28安的六倍,即过载电流应小于170安。
2.元件能耐受的不重复峰值电压,在两个方向上基本相似,都与KP型可控硅正向特性相同。在选用元件时除留有适当的安全系数外,还应在电路中加入过电压保护元件,多用PC保护,其充电时间常数应大于电路中可能出现的过电压时间,其放电电流峰值应小于所用元件允许的过载电流值。在电感性负载时应注意过电压保护,在电阻性或电容性负载电路中应特别注意过电流保护。此外,在电感性负载电路中还应注意电压上升率的吸收问题。如元件能耐受的电压上升率较低,常会使元件失控,即使不加门极触发电压,元件也不能恢复断态。故还应在电路中加入电压上升率吸收元件,一般是在元件上并联PC串联支路,使电路峰值电压在RC上所产生的电压上升率小于元件所耐受的电压上升率的值。
3.元件应有四种触发方式,即I\(_{+}\)、I-、Ⅲ\(_{+}\)和Ⅲ-。但目前多数元件只能保证I\(_{+}\)、I-、Ⅲ\(_{-}\),故使用中应予注意,一般使用负信号触发比较可靠,并且在设计触发电路时应使触发电路的功率足够大。元件出厂合格证上标的是门极触发电流IGT和门极触发电压V\(_{GT}\)的直流最小值,设计时应超过此电流值的两倍以上。特别在脉冲触发时更应选得大些。(北京椿树整流器厂 张国忠 田文甫)