雙向晶閘管

雙向晶閘管的伏安特性曲線具有對稱性，如圖1所示 ^[1]  。

由於雙向晶閘管正、反特性具有對稱性，所以它可在任何一個方向導通，是一種理想的交流開關器件。

檢查雙向晶閘管的好壞：雙向晶閘管作電子開關使用，能控制交流負載(例如白熾燈)的通斷，根據白熾燈的亮滅情況，可判斷雙向晶閘管的好壞。將220V交流電源的任意一端接T2，另一端經過220V、100W白熾燈接T1。觸發電路由開關S和門極限流電阻R組成。S選用耐壓220VAC的小型鈕子開關或拉線開關。R的阻值取100~330Ω，R值取得過大，會減小導通角。

第一步，先將S斷開，此時雙向晶閘管關斷，燈泡應熄滅。若燈泡正常發光，則説明雙向晶閘管T1-T2極間短路，管子報廢；如果燈泡輕微發光，表明T1-T2漏電流太大，管子的性能很差。出現上述兩種情況，應停止試驗。

第二步：閉合S，因為門極上有觸發信號，所以只需經過幾微秒的時間，雙向晶閘管即導通通，白熾燈上有交流電流通過而正常發光。具體工作過程分析如下：在交流電的正半周，設Ua>Ub，則T2為正，T1為負，G相對於T2也為負，雙向晶閘管按照T2-T1的方向導通。在交流電的負半周，設Ua<Ub，則T2為負，T1為正，G相對於T2也為正，雙向晶閘管沿着T1→T2的方向導通。綜上所述，僅當S閉合時燈泡才能正常發光，説明雙向晶閘管質量良好。如果閉合時燈泡仍不發光，證明門極已損壞。

(1)本方法只能檢查耐壓在400V以下的雙向晶閘管。對於耐壓值為100V、200V的雙向晶閘管，需藉助自耦調壓器把220V交流電壓降到器件耐壓值以下。

(2)T1和T2的位置不得接反，否則不能觸發雙向晶閘管。

(3)具體到Ua、Ub中的哪一端接火線(相線)，哪端接零線，可任選。

(4)利用雙向晶閘管作電子開關比機械開關更加優越。因為只需很低的控制功率，就能控制相當大的電流，它不存在觸點抖動問題，動作速度極快，在關斷時也不會出現電弧現象。實際應用時，開關S可用固態繼電器、幹簧繼電器、光電繼電器等代替 ^[2]  。

雙向晶閘管與單向晶閘管一樣，也具有觸發控制特性。不過，它的觸發控制特性與單向晶閘管有很大的不同，這就是無論在陽極和陰極間接入何種極性的電壓，只要在它的控制極上加上一個觸發脈衝，也不管這個脈衝是什麼極性的,都可以使雙向晶閘管導通。由於雙向晶閘管在陽、陰極間接任何極性的工作電壓都可以實現觸發控制，因此雙向晶閘管的主電極也就沒有陽極、陰極之分，通常把這兩個主電極稱為T1電極和T2電極，將接在P型半導體材料上的主電極稱為T1電極，將接在N型半導體材料上的電極稱為T2電極。由於雙向晶閘管的兩個主電極沒有正負之分，所以它的參數中也就沒有正向峯值電壓與反同峯值電壓之分，而只用一個最大峯值電壓，雙向晶閘管的其他參數則和單向晶閘管相同。

儘管從形式上可將雙向晶閘管看成兩隻普通晶閘管的組合，但實際上它是由7只晶體管和多隻電阻構成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般採用塑料封裝，有的還帶散熱板。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。

雙向晶閘管的發展現狀在我國精管行業發展很快。國內分立器件廠商的主要產品以硅基二極管、三極管和晶閘管為主，國際功率半導體器件的主流主品功率MOS器件只是近年來才有所涉及，且主要為平面柵結構的VDMOS器件，IGBT還處於研發階段。寬禁帶半導體器件主要是以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)為主，尚未有針對市場應用的寬禁帶半導體產品器件的產品研發。

一、普通二極管、三極管國內的自給率已經很高，但是在高檔的功率二極管，大部分還依賴進口，國內的產品性能還有不小的差距。

二、ABB晶閘管類器件產業成熟，種類齊全，普通晶閘管、快速晶閘管、超大功率晶閘管、光控晶閘管、雙向晶閘管、逆導晶閘管、高頻晶閘管都能生產。中國南車集團當前可以生產6英寸、4000A、8500V超大功率晶閘管，居世界領先水平，已經在我國的機車上大量使用，為我國的鐵路現代化建設做出了貢獻。

三、在功率管領域，逐步有國內的企業技術水平上升到MOS工藝，MOSFET的產業有一定規模，進入21世紀後，這類器件的產品已批量進入市場，幾十安培、200V的器件在民用產品上獲得了廣泛應用，進口替代已然開始。

四、IGBT、FRD（快恢復二極管）已經有所突破，FRD初見規模。IGBT從封裝起步向芯片設計製造發展，從PT結構向NPT發展，溝槽工藝正在開發中。IGBT產品進入中試階段，

五、在電源管理領域，2008年前十名都見不到國內的企業。

一、設計：國內IGBT還處於研製階段，還沒有商品化的IGBT投入市場，我國IGBT芯片的產業化道路比較漫長。國內的民營和海歸人士設立的公司已經研發出了低端的IGBT產品，如常州宏微、嘉興斯達。南車集團就不説了。

二、製造：IGBT對於技術要求較高，國內企業還沒有從事IGBT生產。考慮到IP保護以及技術因素的限制，外資IDM廠商也沒有在國內進行IGBT晶圓製造和封裝的代工。華虹NEC和成芯的8寸線、華潤上華和深圳方正的6寸線均可提供功率器件的代工服務。

三、封裝：我國只有少數企業從事中小功率IGBT的封裝，而且尚未形成規模化生產，在IGBT芯片的產業化以及大功率IGBT封裝領域的技術更是一片空白。

一、BCD工藝已從無到有，從低壓向高壓發展，從硅基向SOI基發展。

二、從封裝起步向芯片設計製造發展，從PT結構向NPT發展，溝槽工藝正在開發中 ^[1]  。

一、平板式雙向晶閘管；

二、螺旋式雙向晶閘管。

200到800A。

100到2000V。

一、平板式

二、螺栓式

 

（1）雙向晶閘管導通必須具備的條件是：只要在控制極（G）加有正或負向觸發電壓（即UG>0或UG<0=，則不論第一陽極（T1）與第二陽極（T2）之間加正向電壓或是反向電壓，晶閘管都能導通。 

（2）晶閘管導通後，控制極（G）將失去作用，即：當UG=0，晶閘管仍然導通。  

（3）只要使其導通（工作）電流小於晶閘管的維持電流值，或第一陽極（T1）與第二陽極（T2）間外加的電壓過零時，雙向晶閘管都將關斷 ^[3]  。