三端双向可控硅（Triac）是一种高速固态器件，可以在正弦波形的两个方向上切换和控制交流电源。
本文引用地址：
晶闸管和三端双向可控硅都可以用于控制灯具、电机或加热器等。然而，使用晶闸管控制此类电路的一个问题是，像二极管一样，晶闸管是一种单向器件，意味着它只在一个方向上传递电流，从阳极到阴极。
对于直流开关电路，这种“单向”开关特性可能是可以接受的，因为一旦触发，所有直流电源都会直接传递到负载。但在正弦交流开关电路中，这种单向开关可能是一个问题，因为它只在阳极为正的半个周期内导通（如半波整流器），无论门极信号如何。因此，在交流操作中，晶闸管只能向负载提供一半的功率。
为了获得全波功率控制，我们可以在全波桥式整流器中连接一个晶闸管，在每个正半波触发，或者将两个晶闸管反向并联（背靠背）连接，如下所示，但这增加了开关电路的复杂性和使用的组件数量。
晶闸管配置
晶闸管配置然而，还有一种称为“三端交流开关”或简称Triac的半导体器件，也是晶闸管家族的一员，可以用作固态功率开关器件。但Triac相对于可控硅整流器（SCR）的最大优势在于它是一种“双向”开关器件。
换句话说，Triac可以通过施加到其阳极的正负电压以及施加到其门极的正负触发脉冲触发导通，使其成为两象限开关门控器件。
Triac的行为就像两个传统的晶闸管反向并联（背靠背）连接在一起，由于这种安排，两个晶闸管共享一个共同的门极端子，全部封装在一个三端封装中。
由于它在正弦波形的两个方向上导通，用于识别晶闸管主电源端子的阳极和阴极端子的概念被替换为：MT1，用于主端子1和MT2用于主端子2，门极端子G的引用相同。
在大多数交流开关应用中，Triac的门极端子与MT1端子相关联，类似于晶闸管的门极-阴极关系或晶体管的基极-发射极关系。用于表示Triac的结构、P-N掺杂和原理图符号如下所示。
Triac符号和结构
Triac符号我们现在知道，“Triac”是一种4层、PNPN在正方向和NPNP在负方向的三端双向器件，在“关闭”状态下阻止电流，像开路开关一样，但与传统的晶闸管不同，它可以在任一方向上通过单个门极脉冲触发导通。然后，Triac有四种可能的触发操作模式，如下所示。
Ι + 模式 = MT2电流为正（+ve），门极电流为正（+ve）
Ι – 模式 = MT2电流为正（+ve），门极电流为负（-ve）
ΙΙΙ + 模式 = MT2电流为负（-ve），门极电流为正（+ve）
ΙΙΙ – 模式 = MT2电流为负（-ve），门极电流为负（-ve）
这些操作模式可以使用其I-V特性曲线显示。
I-V特性曲线
Triac特性曲线在象限Ι中，Triac通常通过正门极电流触发导通，标记为模式Ι+。但它也可以通过负门极电流触发，模式Ι–。同样，在象限ΙΙΙ中，触发负门极电流，–ΙG也很常见，模式ΙΙΙ–以及模式ΙΙΙ+。然而，模式Ι–和ΙΙΙ+是较不敏感的配置，需要比更常见的Triac触发模式Ι+和ΙΙΙ–更大的门极电流来触发。
此外，就像可控硅整流器（SCR）一样，Triac也需要最小保持电流IH以在波形交叉点维持导通。然后，即使两个晶闸管组合成一个单一器件，它们仍然表现出单独的电气特性，如不同的击穿电压、保持电流和触发电压水平，与我们期望的单个SCR器件完全相同。
Triac应用
Triac是最常用的半导体器件，用于交流系统的开关和功率控制，因为Triac可以通过正或负门极脉冲“开启”，无论当时交流电源的极性如何。这使得Triac非常适合控制灯具或交流电机负载，如下所示的基本Triac开关电路。
基本Triac开关电路
Triac作为开关上面的电路显示了一个简单的直流触发Triac功率开关电路。当开关SW1打开时，没有电流流入Triac的门极，因此灯“关闭”。当SW1关闭时，门极电流通过电阻R从电池电源VG施加到Triac，Triac被驱动到完全导通，像闭合开关一样，灯从正弦电源中汲取全功率。
由于电池在开关SW1关闭时向Triac提供正门极电流，因此无论MT2端子的极性如何，Triac都会在模式Ι+和ΙΙΙ+中持续门控。
当然，这个简单的Triac开关电路的问题是我们需要额外的正或负门极电源来触发Triac导通。但我们也可以使用实际的交流电源电压本身作为门极触发电压来触发Triac。考虑下面的电路。
Triac开关电路
Triac开关电路该电路显示了一个Triac用作简单的静态交流电源开关，提供“开启”-“关闭”功能，类似于之前的直流电路。当开关SW1打开时，Triac充当开路开关，灯通过零电流。当SW1关闭时，Triac通过限流电阻R门控“开启”，并在每个半周期开始后不久自锁，从而将全功率切换到灯负载。
由于电源是正弦交流电，Triac在每个交流半周期结束时自动解锁，因为瞬时电源电压和负载电流短暂降至零，但只要开关保持关闭，就会在下一个半周期使用相反的晶闸管半部重新锁定。这种类型的开关控制通常称为全波控制，因为正弦波的两个半波都被控制。
由于Triac实际上是两个背靠背连接的SCR，我们可以通过修改门极触发方式进一步改进这个Triac开关电路，如下所示。
改进的开关电路
改进的开关电路如上所述，如果开关SW1在位置A打开，则没有门极电流，灯“关闭”。如果开关移动到位置B，门极电流在每个半周期流动，与之前相同，Triac在模式Ι+和ΙΙΙ–中操作，灯汲取全功率。
然而，这次当开关连接到位置C时，二极管将阻止在MT2为负时触发门极，因为二极管反向偏置。因此，它只在正半周期导通，仅在模式I+中操作，灯将以半功率点亮。然后，根据开关的位置，负载关闭、半功率或全开。
Triac相位控制
另一种常见的开关电路使用相位控制来改变电压量，从而改变施加到负载（在这种情况下是电机）的功率，用于输入波形的正负半波。这种类型的交流电机速度控制提供了完全可变和线性的控制，因为电压可以从零调整到全施加电压，如图所示。
相位控制
相位控制这个基本的相位触发电路使用Triac与电机串联在交流正弦电源上。可变电阻VR1用于控制Triac门极上的相移量，从而通过在不同时间在交流周期内开启它来控制施加到电机的电压量。
Triac的触发电压来自VR1 – C1组合通过Diac（Diac是一种双向半导体器件，有助于提供尖锐的触发电流脉冲以完全开启Triac）。
在每个周期开始时，C1通过可变电阻VR1充电。这持续到C1上的电压足以触发Diac导通，从而使电容器C1放电到Triac的门极，使其“开启”。
一旦它被触发导通并饱和，它有效地短路了与其并联连接的门极触发相位控制电路，并在剩余的半周期内接管控制。
正如我们在上面看到的，Triac在半周期结束时自动关闭，VR1 – C1触发过程在下一个半周期重新开始。
然而，由于Triac在每个操作模式中需要不同量的门极电流，例如Ι+和ΙΙΙ–，因此Triac是不对称的，这意味着它可能不会在每个正负半周期的完全相同点触发。
这个简单的Triac速度控制电路不仅适用于交流电机速度控制，还适用于灯调光器和电加热器控制，实际上与许多家庭中使用的Triac调光器非常相似。然而，商业Triac调光器不应用作电机速度控制器，因为通常Triac调光器仅用于电阻负载，如白炽灯。
然后，我们可以通过总结其主要点来结束这个Triac教程：
“Triac”是另一种4层、3端晶闸管器件，类似于SCR。
它可以在任一方向上触发导通。
它有四种可能的触发模式，其中2种是首选的。
当正确使用时，使用Triac进行电气交流功率控制非常有效，用于控制电阻型负载，如白炽灯、加热器或便携式电动工具和小型电器中常见的通用电机。
但请记住，这些器件可以直接连接到主交流电源，因此在测试电路时应断开电源控制器件与主电源的连接。请记住安全第一！
