触发二极管的基本架构、显著特征及原理剖析有哪些

描述

触发二极管又称双向触发二极管（DIAC）属三层结构，具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅 ，在电路中作过压保护等用途。

一、定义与原理

触发管，又称晶闸管或双向触发二极管（DIAC），是由半导体材料制成的具有单向导电性的双终端装置。它具有四个区域，即P、N、P、N四个区域，其中两个相邻的N区域构成PN结，被称为控制结，另外两个P区域构成PN结，被称为主结。当控制结施加一个正向电压，PN结就会被击穿，电流就会流过触发管，电路就会被闭合。触发管在反向击穿状态下工作，在制造过程中具有低压击穿特性，反向击穿电压恒定。

二、种类

触发管的种类包括高压触发管、低压触发管、双向触发管等。这些不同类型的触发管在击穿电压、电流容量等参数上有所不同，适用于不同的应用场景。

三、特性

1. 单向导电性：触发管具有单向导电性，即电流只能从正极流向负极，不能从负极流向正极。
2. 快速开关：触发管具有快速的开关速度，可以在短时间内完成电路的闭合和断开。
3. 高可靠性：触发管具有较高的可靠性，能够在恶劣的工作环境下稳定工作。
4. 体积小、重量轻：触发管的体积小、重量轻，便于安装和使用。

四、应用

1. 交流电控制：触发管可以用来控制交流电的开关，实现灯光控制、电机控制等。
2. 直流电控制：触发管可以用来控制直流电的输出，实现电源开关、电池充电等。
3. 反向电压保护：触发管可以用来保护电路不受反向电压的损害。
4. 调光控制：触发管可以用来实现灯光的调光，节约能源，保护环境。

此外，触发管还可以与其他元器件配合使用，实现自动化控制，如用触发管控制继电器、电机等。

五、工作原理

触发二极管的工作原理基于其内部PN结的电压-电流特性。在未触发状态下，触发二极管的两端相当于两个反方向并联的PN结，由于触发层的掺杂浓度较低，其电阻较高，使得整个器件处于高阻态，即截止状态。此时，无论外加电压的极性如何，触发二极管都不会导通。然而，当外加电压增加到一定程度（即触发电压VBO）时，触发二极管内部的PN结开始发生雪崩击穿效应，使得电流迅速增加并触发器件进入导通状态。此时，触发二极管两端的电压将迅速下降并稳定在一个较低的水平（即通态电压），同时允许较大的电流通过。

六、应用实例

双向触发二极管和可控硅的应用电路：

七、检测方法

正反向电阻值的测量：用万用表R×1k或R×10k档，测量双向触发二极管正、反向电阻值。正常时其正、反向电阻值均应为无穷大。若测得正、反向电阻值均很小或为0，则说明该二极管已击穿损坏。

测量双向触发二极管的转折电压有三种方法（如图3所示）：

方法一

1）将兆欧表的正极（E）和负极（L）分别接双向触发二极管的两端，用兆欧表提供击穿电压，同时用万用表的直流电压档测量出电压值，将双向触发二极管的两极对调后再测量一次。比较一下两次测量的电压值的偏差（一般为3~6V）。此偏差值越小，说明此二极管的性能越好。

方法二

2）先用万用表测出市电电压U，然后将被测双向触发二极管串入万用表的交流电压测量回路后，接入市电电压，读出电压值U1，再将双向触发二极管的两极对调连接后并读出电压值U2。

若U1与U2的电压值相同，但与U的电压值不同，则说明该双向触发二极管的导通性能对称性良好。若U1与U2的电压值相差较大时，则说明该双向触发二极管的导通性不对称。若U1、U2电压值均与市电U相同时，则说明该双向触发二极管内部已短路损坏。若U1、U2的电压值均为0V，则说明该双向触发二极管内部已开路损坏。

方法三

3）用0~50V连续可调直流电源，将电源的正极串接1只20kΩ电阻器后与双向触发二极管的一端相接，将电源的负极串接万用表电流档（将其置于1mA档）后与双向触发二极管的另一端相接。逐渐增加电源电压，当电流表指针有较明显摆动时（几十微安以上），则说明此双向触发二极管已导通，此时电源的电压值即是双向触发二极管的转折电压。