BT136 參數(shù)與引腳圖詳解

BT136 是一款常用的三端雙向可控硅開關（Triac），廣泛應用于交流電源控制、調光、電機調速、溫度控制等領域。它以其簡單的控制方式、較高的耐壓能力和電流承受能力，成為許多電子工程師在設計交流控制電路時的首選元件。本文將詳細介紹 BT136 的各項參數(shù)、內部結構、引腳定義與功能，并探討其在實際應用中的注意事項及常見問題，旨在為讀者提供一個全面而深入的了解。

BT136 概述

BT136 屬于 BTA/BTB 系列三端雙向可控硅的一員，通常采用 TO-220 封裝。這種封裝形式有利于散熱，使其能夠在較高的電流下穩(wěn)定工作。作為一種雙向導通的開關元件，BT136 可以在交流電的兩個半周內導通，其導通狀態(tài)由門極（Gate）的觸發(fā)信號控制。一旦觸發(fā)導通，即使門極信號撤銷，只要主回路電流大于其擎住電流（Latching Current），BT136 就會保持導通狀態(tài)。當主回路電流減小到維持電流（Holding Current）以下時，BT136 才會關斷。

BT136 的主要特點包括：

• 雙向導通能力： 能夠在交流電的正負半周內導通，適用于交流電路控制。

• 高壓承受能力： 通常具有 600V 或 800V 的重復峰值關斷電壓，能夠滿足大部分市電應用的需求。

• 大電流承受能力： 額定通態(tài)電流通常為 4A，峰值浪涌電流可達 25A，適合驅動中等功率負載。

• 低觸發(fā)電流： 門極觸發(fā)電流較小，易于通過微控制器或其他低功耗邏輯電路驅動。

• 良好的動態(tài)特性： 開關速度快，適用于需要快速響應的控制場合。

• 封裝多樣性： 主要以 TO-220 封裝為主，便于安裝和散熱。

這些特性使得 BT136 在家用電器、工業(yè)自動化、照明系統(tǒng)等領域有著廣泛的應用前景。

BT136 內部結構與工作原理

理解 BT136 的內部結構和工作原理對于正確應用它至關重要。BT136 的核心是一個多層半導體結構，類似于兩個反并聯(lián)連接的硅控整流器（SCR）。

內部結構

從等效電路來看，BT136 可以被視為兩個反并聯(lián)的 SCR。每個 SCR 都由四層半導體構成：P-N-P-N 結構。門極 G 連接到其中一個 SCR 的 P 層，并通過內部連接與另一個 SCR 的 N 層相連。主端子 MT1 和 MT2 分別連接到這兩個反并聯(lián) SCR 的陽極和陰極。這種結構使得 BT136 能夠在門極觸發(fā)信號的作用下，無論 MT1 相對于 MT2 是正偏還是負偏，都能夠導通。

工作原理

BT136 的工作原理可以概括為以下幾個步驟：

1. 截止狀態(tài)（Off-state）： 當沒有門極觸發(fā)信號，或者門極觸發(fā)信號不足以使其導通時，BT136 處于高阻抗的截止狀態(tài)，主端子 MT1 和 MT2 之間只有很小的漏電流通過。

2. 觸發(fā)導通（Turn-on）： 當在 MT2 相對于 MT1 具有正電壓（MT1 為負，MT2 為正）且門極 G 相對于 MT1 施加一個足夠大的正向電流脈沖時，或者當在 MT1 相對于 MT2 具有正電壓（MT1 為正，MT2 為負）且門極 G 相對于 MT1 施加一個足夠大的負向電流脈沖時，BT136 會被觸發(fā)導通。此時，其內部的 PN 結將變?yōu)檎蚱茫娮杓眲∠陆?，主電流開始流過 MT1 和 MT2。值得注意的是，BT136 可以在四個象限（即 MT1-MT2 電壓和門極電流的極性組合）中的任意一個象限被觸發(fā)，但通常在 I 和 III 象限（MT2 正相對 MT1 且門極正電流，或 MT2 負相對 MT1 且門極負電流）的觸發(fā)靈敏度最高。

3. 維持導通（Conduction）： 一旦 BT136 被觸發(fā)導通，即使門極觸發(fā)信號撤銷，只要流過主端子 MT1 和 MT2 的電流（主電流）保持在**擎住電流（Latching Current, I_L）**之上，BT136 就會保持低阻抗的導通狀態(tài)。擎住電流是指三端雙向可控硅從截止狀態(tài)轉為導通狀態(tài)并維持導通所需的最小主電流。

4. 關斷（Turn-off）： BT136 的關斷是一個自發(fā)的交流關斷過程。當主電路中的交流電流通過零點，或者由于某種原因主電流下降到**維持電流（Holding Current, I_H）**以下時，BT136 就會自動關斷，重新回到高阻抗的截止狀態(tài)。維持電流是指三端雙向可控硅在已導通狀態(tài)下，維持其繼續(xù)導通所需的最小主電流。通常情況下，I_H 小于 I_L。

這種自關斷的特性使得 BT136 特別適合于交流電路的開關控制，無需額外的關斷電路。

BT136 引腳圖與引腳功能

對于任何電子元件來說，了解其引腳定義是正確連接和使用的基礎。BT136 通常采用 TO-220 封裝，其引腳排列是標準化的。

TO-220 封裝下的 BT136 引腳圖

通常，當從正面（即有型號標識的一面）觀察 BT136 的 TO-220 封裝時，其三個引腳從左到右依次為：

       _____
      |     |
      | BT136|
      |_____|
     /       
    |         |
    |         |
    |_________|
      | | |
      1 2 3

引腳定義：

• 引腳 1：MT1 (Main Terminal 1) - 主端子 1。在交流電路中，通常連接到交流電源的一端或負載的一端。它是觸發(fā)門極的參考點。

• 引腳 2：MT2 (Main Terminal 2) - 主端子 2。在交流電路中，通常連接到交流電源的另一端或負載的另一端。在許多應用中，它也是散熱片的連接點，因此在使用時需要注意電氣絕緣。

• 引腳 3：G (Gate) - 門極。這是控制 BT136 導通的關鍵引腳。通過向門極施加適當?shù)挠|發(fā)電流，可以使 BT136 導通。

散熱片： TO-220 封裝的金屬散熱片通常與引腳 2 (MT2) 相連。在安裝時，如果需要將多個 BT136 固定到同一散熱器上，或者散熱器與接地或其它電位連接時，必須注意 BT136 的散熱片與電路其他部分的絕緣，以防止短路或觸電。通常會使用絕緣墊片和絕緣套筒。

BT136 主要參數(shù)詳解

BT136 的性能由一系列重要的參數(shù)決定，這些參數(shù)在使用時必須仔細查閱其數(shù)據(jù)手冊。下面將詳細介紹幾個關鍵參數(shù)。

1. 重復峰值關斷電壓（Repetitive Peak Off-state Voltage, V_DRM / V_RRM）

V_DRM 是指三端雙向可控硅在關斷狀態(tài)下，MT1 和 MT2 之間能夠承受的最高瞬時電壓峰值，且不導致其誤導通或損壞。對于 BT136 來說，常見的 V_DRM 等級有 600V 和 800V。這意味著在交流 220V 或 110V 市電應用中，即使考慮到電源波動和瞬態(tài)過壓，600V 或 800V 的額定值也足以提供足夠的裕量。選擇合適的 V_DRM 是確保電路可靠性和安全性的重要考量。

2. 額定通態(tài)電流（RMS On-state Current, I_T(RMS)）

I_T(RMS) 是指三端雙向可控硅在額定工作溫度下，能夠連續(xù)通過的有效值電流。對于 BT136，典型的 I_T(RMS) 為 4A。這個參數(shù)決定了 BT136 能夠驅動的負載功率大小。例如，在 220V 交流電路中，一個 4A 的 BT136 大約可以驅動 220Vtimes4A=880W 的純阻性負載。在實際應用中，由于存在散熱條件、環(huán)境溫度等因素的影響，通常會留有一定的裕量，避免長時間滿載工作。

3. 浪涌通態(tài)電流（Non-repetitive Peak On-state Current, I_TSM）

I_TSM 是指三端雙向可控硅能夠承受的非重復性高瞬時電流，通常是由于電路啟動或故障引起的。對于 BT136，典型的 I_TSM 為 25A（持續(xù)時間通常為 20ms）。這個參數(shù)反映了器件抵抗短時過載沖擊的能力。在設計電路時，需要確保啟動電流或瞬態(tài)電流峰值不超過 I_TSM，否則可能會導致 BT136 損壞。

4. 門極觸發(fā)電流（Gate Trigger Current, I_GT）

I_GT 是指使三端雙向可控硅從截止狀態(tài)轉為導通狀態(tài)所需的最小門極電流。BT136 通常有多個觸發(fā)電流等級，例如 5mA、10mA、25mA 等，具體取決于型號后綴。例如，BT136-600E 可能是 25mA 觸發(fā)，而 BT136-600D 可能是 5mA 觸發(fā)。選擇觸發(fā)電流較小的 BT136 可以降低驅動電路的復雜性和功耗，更易于與微控制器等低功耗邏輯器件接口。

5. 門極觸發(fā)電壓（Gate Trigger Voltage, V_GT）

V_GT 是指在 I_GT 發(fā)生時門極與 MT1 之間的電壓。這個參數(shù)與 I_GT 一起決定了門極驅動電路的設計。典型的 V_GT 值在 0.7V 到 1.5V 之間。

6. 維持電流（Holding Current, I_H）

I_H 是指三端雙向可控硅在已導通狀態(tài)下，維持其繼續(xù)導通所需的最小主電流。當主電流下降到 I_H 以下時，BT136 將自動關斷。對于 BT136，典型的 I_H 值為 5mA 到 15mA。在驅動小功率負載時，需要注意負載電流是否會低于 I_H，如果低于 I_H，BT136 可能會發(fā)生意外關斷。

7. 擎住電流（Latching Current, I_L）

I_L 是指三端雙向可控硅從截止狀態(tài)轉為導通狀態(tài)并維持導通所需的最小主電流。這個電流值通常高于維持電流 I_H。對于 BT136，典型的 I_L 值為 20mA 到 50mA。在首次觸發(fā)導通時，主電路電流必須迅速上升并超過 I_L，否則 BT136 可能無法保持導通。

8. 臨界上升率（Critical Rate of Rise of Off-state Voltage, dV/dt）

dV/dt 是指三端雙向可控硅在關斷狀態(tài)下，能夠承受的電壓上升速率。如果電壓上升速率過快，即使電壓峰值沒有超過 V_DRM，也可能導致三端雙向可控硅誤觸發(fā)導通。對于 BT136，典型的 dV/dt 值為 50V/mus 到 200V/mus。在感性負載或存在瞬態(tài)電壓的電路中，需要注意 dV/dt 的抑制，通常通過 RC 緩沖電路（Snubber Circuit）來實現(xiàn)。

9. 臨界上升率（Critical Rate of Rise of On-state Current, dI/dt）

dI/dt 是指三端雙向可控硅在導通時能夠承受的電流上升速率。如果電流上升速率過快，可能導致局部過熱，甚至損壞器件。對于 BT136，典型的 dI/dt 值為 50A/mus 到 100A/mus。在感性負載電路中，需要注意抑制 dI/dt 過高，例如通過串聯(lián)電感或限流電阻。

10. 結溫（Junction Temperature, T_j）

T_j 是指三端雙向可控硅內部 PN 結的溫度。這個參數(shù)是衡量器件可靠性的關鍵。BT136 的最高結溫通常為 125circC 或 150circC。所有其他電氣參數(shù)都以特定的結溫為基準。在實際應用中，必須確保結溫不超過額定值，這通常通過良好的散熱設計來實現(xiàn)。

11. 儲存溫度（Storage Temperature Range, T_stg）

T_stg 是指三端雙向可控硅在非工作狀態(tài)下可以安全存儲的溫度范圍。通常為 ?65circC 到 150circC。

12. 熱阻（Thermal Resistance）

熱阻參數(shù)，例如結到環(huán)境的熱阻 R_th(j?a) 和結到外殼的熱阻 R_th(j?c)，對于散熱設計至關重要。這些參數(shù)表明了熱量從 PN 結傳導到外部環(huán)境或封裝表面的能力。熱阻越小，散熱性能越好。良好的散熱能夠有效降低結溫，從而提高器件的可靠性和壽命。

BT136 應用電路與注意事項

BT136 廣泛應用于各種交流控制電路，但要使其穩(wěn)定可靠地工作，需要注意一些關鍵點。

典型應用電路

BT136 最常見的應用是作為交流開關，通過控制其導通角來實現(xiàn)調光、調速或溫度控制。

基本交流開關電路：

在一個最簡單的交流開關電路中，BT136 的 MT1 和 MT2 串聯(lián)在交流電源和負載之間。門極 G 通過一個觸發(fā)電路連接。當觸發(fā)電路發(fā)出脈沖時，BT136 導通，電流流過負載。

     交流電源 ---+---- MT1 (BT136)
                 |
                 +---- MT2 (BT136) ---- 負載 ---- 交流電源另一端
                 |
                 +---- G (BT136) <---- 觸發(fā)電路

調光/調速電路（相位控制）：

通過改變門極觸發(fā)信號相對于交流電壓過零點的相位，可以控制 BT136 的導通角，從而實現(xiàn)對負載功率的調節(jié)。這種電路通常包含一個過零檢測電路、一個相位延遲電路（例如 RC 移相電路或微控制器計時）和一個觸發(fā)脈沖發(fā)生器。

     交流電源 ---+---- MT1 (BT136)
                 |
                 +---- MT2 (BT136) ---- 負載 ---- 交流電源另一端
                 |
                 +---- G (BT136) <---- 隔離觸發(fā)電路 (例如：MOC30XX 光耦)
                                          ^
                                          |
                                          |
                                         微控制器 / 移相電路

應用注意事項

1. 門極驅動：

• 觸發(fā)電流： 門極觸發(fā)電流 I_GT 必須足夠大以可靠觸發(fā) BT136。但過大的門極電流可能縮短器件壽命或損壞門極。通常建議使用比數(shù)據(jù)手冊中 I_GT 最小值稍大但小于最大額定值的電流。

• 觸發(fā)脈沖寬度： 觸發(fā)脈沖的寬度應足夠長，以確保主電流能夠上升并超過擎住電流 I_L。對于阻性負載，通常幾十微秒的脈沖就足夠了。對于感性負載，可能需要更寬的脈沖，或者在電流過零點前保持門極觸發(fā)，以防止電流下降過快導致誤關斷。

• 隔離： 如果門極驅動電路與主電路沒有共地，或者主電路電壓較高，必須使用隔離措施，如光耦（例如 MOC3021、MOC3041 等）來提供電隔離，確?？刂齐娐泛腿松戆踩в羞^零檢測功能的隨機相位光耦（如 MOC3041/42/43）或零交叉光耦（如 MOC3061/62/63）通常用于需要精確控制過零觸發(fā)的場合，以減少對電網的干擾。

• 門極電阻： 在門極和觸發(fā)電路之間串聯(lián)一個限流電阻是必要的，以限制門極電流，防止過流損壞門極。

2. 散熱：

• BT136 在導通時會有一定的通態(tài)壓降（通常在 1.5V 左右），導致功率損耗 P=I_T(RMS)timesV_T。這些損耗會產生熱量，需要通過散熱器進行散發(fā)，以保持結溫在允許范圍內。

• 在環(huán)境溫度較高或負載電流較大時，必須使用合適的散熱器。根據(jù)功率損耗和器件熱阻計算所需的散熱器熱阻，確保結溫不超過最高額定值。

• 如果將 BT136 固定到共用散熱器上，或散熱器接地，則必須在 BT136 的散熱片與散熱器之間使用導熱絕緣墊片（如硅膠片或陶瓷墊片）和絕緣套筒，以確保電氣隔離。

3. 緩沖電路（Snubber Circuit）：

• dV/dt 抑制： 在感性負載（如電機、變壓器）或存在瞬態(tài)電壓的電路中，電壓變化率 dV/dt 可能會很高，導致 BT136 誤觸發(fā)。為了抑制 dV/dt，通常在 MT1 和 MT2 之間并聯(lián)一個 RC 緩沖電路。典型的 RC 值組合是 0.1$muF電容和100Omega$ 左右的電阻。這個電路能夠吸收瞬態(tài)電壓，保護 BT136。

• dI/dt 抑制： 對于某些大電流或感性負載應用，可能需要串聯(lián)電感來抑制 dI/dt 過高，保護 BT136 免受過大電流上升率的沖擊。

4. 過流保護：

• 雖然 BT136 有一定的浪涌電流承受能力，但在發(fā)生短路或嚴重過載時，仍可能損壞。因此，在主回路中串聯(lián)保險絲或斷路器是必要的，以提供過流保護。

• 保險絲的選擇應考慮到正常工作電流和啟動浪涌電流。

5. 最小負載電流：

• 如果負載電流在 BT136 導通后下降到維持電流 I_H 以下，BT136 會意外關斷。在驅動小功率負載時（例如一些 LED 燈），這可能是一個問題。此時，可以在負載兩端并聯(lián)一個泄放電阻，以確?？傠娏魇冀K高于 I_H，或者選用 I_H 更小的三端雙向可控硅。

6. 過零觸發(fā)：

• 對于交流調光或調速應用，通常推薦在交流電壓過零點附近觸發(fā) BT136 導通。這有助于減少開關瞬間對電網的電磁干擾（EMI），降低電流沖擊，延長負載和器件的壽命。許多專用的三端雙向可控硅驅動光耦（如 MOC3041 系列）內部集成了過零檢測電路。

7. 環(huán)境因素：

• 工作溫度、濕度、振動等環(huán)境因素都會影響 BT136 的性能和壽命。應確保 BT136 在其額定環(huán)境條件下工作。

BT136 與其他三端雙向可控硅的比較

BT136 是眾多三端雙向可控硅型號中的一種。在選擇時，可能會遇到其他型號，如 BT137、BT138、BT139、BTA16、BTA41 等。這些型號之間的主要區(qū)別通常在于：

• 額定通態(tài)電流 (I_T(RMS))： 不同的型號具有不同的額定電流，例如 BT137 通常為 6A，BT138 為 8A，BT139 為 16A，BTA16 為 16A，BTA41 為 40A。根據(jù)負載功率選擇合適的電流等級。

• 重復峰值關斷電壓 (V_DRM)： 大部分常見型號都有 600V 和 800V 兩種選擇。

• 門極觸發(fā)電流 (I_GT)： 不同型號或同一型號不同后綴（如 BT136-600E vs BT136-600D）具有不同的觸發(fā)電流靈敏度。

• 封裝： 雖然 TO-220 是最常見的，但也有 TO-220F（全絕緣封裝）、TO-3P 等其他封裝形式。帶有 F 后綴的型號（如 BTA16-600BW）通常表示其散熱片與 MT2 之間是絕緣的，無需額外絕緣墊片即可安裝到共用散熱器上，這在設計中提供了便利，但成本通常略高。而像 BT136 這樣的非絕緣型，散熱片與 MT2 是導通的。

• 抗干擾能力： 部分型號可能具有更好的 dV/dt 和 dI/dt 承受能力，這對于在噪聲環(huán)境或驅動復雜負載時很重要。BTA 系列通常比 BT 系列具有更好的動態(tài)特性和抗干擾能力，尤其是其 Snubberless（無緩沖電路）型號，如 BTA20-600B，可以在某些應用中省略外部 RC 緩沖電路。

在實際選型時，應根據(jù)具體的應用需求，如負載功率、電源電壓、控制方式、環(huán)境溫度、成本預算等，查閱詳細的數(shù)據(jù)手冊，選擇最適合的 BT136 或其他型號的三端雙向可控硅。

BT136 常見故障與排除

在使用 BT136 的過程中，可能會遇到一些問題。了解這些問題的常見原因和排除方法有助于快速解決故障。

1. BT136 無法導通

• 門極觸發(fā)信號不足： 檢查門極觸發(fā)電流 I_GT 和觸發(fā)電壓 V_GT 是否達到 BT136 的要求。如果使用微控制器驅動，確保輸出電平、限流電阻和脈沖寬度正確。

• 門極開路或短路： 檢查門極引腳及其連接線路是否存在斷裂或短路。

• BT136 損壞（開路）： BT136 內部可能因過壓、過流或過熱而開路。使用萬用表測量 MT1 和 MT2 之間電阻，或替換新的 BT136 進行測試。

• 主電路電流未達到擎住電流 I_L： 尤其是在驅動感性負載或小功率負載時，主電流可能未能在觸發(fā)脈沖結束后迅速上升并超過 I_L，導致無法保持導通。嘗試增加負載或延長觸發(fā)脈沖寬度。

• MT1/MT2 接線錯誤： 檢查 MT1 和 MT2 是否正確連接到電路中。

2. BT136 無法關斷（持續(xù)導通）

• 主電路電流始終高于維持電流 I_H： 這在直流電路中或某些交流電路中，如果負載性質導致電流無法過零時，可能會發(fā)生。BT136 是交流自關斷元件，不適用于純直流控制。在交流電路中，如果負載電流始終很高，或者存在直流偏置，也可能無法關斷。

• 門極持續(xù)觸發(fā)： 檢查門極驅動電路是否持續(xù)提供觸發(fā)信號，而不是脈沖信號。門極信號應在 BT136 導通后撤銷。

• dV/dt 過高： 瞬態(tài)電壓或電壓變化率過高導致誤觸發(fā)。在 MT1 和 MT2 之間增加 RC 緩沖電路。

• BT136 損壞（短路）： BT136 內部可能因瞬時過壓或過流而擊穿短路。替換新的 BT136 進行測試。

• 結溫過高： 結溫過高會降低器件的關斷能力。檢查散熱是否足夠。

3. BT136 頻繁損壞

• 過壓： 電源電壓過高，或存在尖峰電壓導致?lián)舸?。檢查電源電壓，并增加 RC 緩沖電路和 MOV（金屬氧化物壓敏電阻）等過壓保護器件。

• 過流： 負載電流超過 BT136 的額定通態(tài)電流或浪涌電流。檢查負載功率，確保 BT136 的電流裕量足夠。增加保險絲或斷路器提供過流保護。

• 散熱不良： 結溫過高是導致三端雙向可控硅損壞的主要原因之一。檢查散熱器尺寸是否足夠，是否正確安裝（是否涂抹導熱硅脂，是否正確安裝絕緣墊片和螺絲），以及環(huán)境溫度。

• dV/dt 或 dI/dt 過高： 在感性負載中，電壓或電流的急劇變化可能導致?lián)p壞。增加 RC 緩沖電路或串聯(lián)電感進行抑制。

• 劣質元件： 使用非正品或質量不佳的 BT136 也可能導致頻繁損壞。從可靠供應商處購買元件。

• 焊接問題： 虛焊、冷焊或靜電損傷都可能導致 BT136 早期失效。

4. 電磁干擾（EMI）問題

• 無過零觸發(fā)： 在交流電路中，如果不對 BT136 進行過零觸發(fā)，它可能在交流電壓的任意點導通，產生較大的電流沖擊和噪聲，導致電磁干擾。使用零交叉觸發(fā)的光耦和控制策略可以有效緩解這個問題。

• 緩沖電路不足： RC 緩沖電路不僅能保護 BT136，也能抑制開關瞬間產生的尖峰電壓和電流，從而減少 EMI。

• 布線不當： 雜亂或過長的引線會增加電感和電容，導致輻射和傳導干擾。優(yōu)化 PCB 布局，縮短主電流回路，將門極驅動線遠離主回路。

通過以上對 BT136 的參數(shù)、引腳圖、工作原理、應用注意事項及常見故障的詳細解析，希望能為讀者在實際的電子設計和故障排除中提供全面的指導。BT136 作為一款經典的功率半導體器件，其穩(wěn)定性和易用性使其在電力電子領域占據(jù)著重要地位。深入理解其特性，合理設計外圍電路，是確保其發(fā)揮最佳性能和延長使用壽命的關鍵。