BT136 参数与引脚图详解

BT136 是一款常用的三端双向可控硅开关（Triac），广泛应用于交流电源控制、调光、电机调速、温度控制等领域。它以其简单的控制方式、较高的耐压能力和电流承受能力，成为许多电子工程师在设计交流控制电路时的首选元件。本文将详细介绍 BT136 的各项参数、内部结构、引脚定义与功能，并探讨其在实际应用中的注意事项及常见问题，旨在为读者提供一个全面而深入的了解。

BT136 概述

BT136 属于 BTA/BTB 系列三端双向可控硅的一员，通常采用 TO-220 封装。这种封装形式有利于散热，使其能够在较高的电流下稳定工作。作为一种双向导通的开关元件，BT136 可以在交流电的两个半周内导通，其导通状态由门极（Gate）的触发信号控制。一旦触发导通，即使门极信号撤销，只要主回路电流大于其擎住电流（Latching Current），BT136 就会保持导通状态。当主回路电流减小到维持电流（Holding Current）以下时，BT136 才会关断。

BT136 的主要特点包括：

• 双向导通能力： 能够在交流电的正负半周内导通，适用于交流电路控制。

• 高压承受能力： 通常具有 600V 或 800V 的重复峰值关断电压，能够满足大部分市电应用的需求。

• 大电流承受能力： 额定通态电流通常为 4A，峰值浪涌电流可达 25A，适合驱动中等功率负载。

• 低触发电流： 门极触发电流较小，易于通过微控制器或其他低功耗逻辑电路驱动。

• 良好的动态特性： 开关速度快，适用于需要快速响应的控制场合。

• 封装多样性： 主要以 TO-220 封装为主，便于安装和散热。

这些特性使得 BT136 在家用电器、工业自动化、照明系统等领域有着广泛的应用前景。

BT136 内部结构与工作原理

理解 BT136 的内部结构和工作原理对于正确应用它至关重要。BT136 的核心是一个多层半导体结构，类似于两个反并联连接的硅控整流器（SCR）。

内部结构

从等效电路来看，BT136 可以被视为两个反并联的 SCR。每个 SCR 都由四层半导体构成：P-N-P-N 结构。门极 G 连接到其中一个 SCR 的 P 层，并通过内部连接与另一个 SCR 的 N 层相连。主端子 MT1 和 MT2 分别连接到这两个反并联 SCR 的阳极和阴极。这种结构使得 BT136 能够在门极触发信号的作用下，无论 MT1 相对于 MT2 是正偏还是负偏，都能够导通。

工作原理

BT136 的工作原理可以概括为以下几个步骤：

1. 截止状态（Off-state）： 当没有门极触发信号，或者门极触发信号不足以使其导通时，BT136 处于高阻抗的截止状态，主端子 MT1 和 MT2 之间只有很小的漏电流通过。

2. 触发导通（Turn-on）： 当在 MT2 相对于 MT1 具有正电压（MT1 为负，MT2 为正）且门极 G 相对于 MT1 施加一个足够大的正向电流脉冲时，或者当在 MT1 相对于 MT2 具有正电压（MT1 为正，MT2 为负）且门极 G 相对于 MT1 施加一个足够大的负向电流脉冲时，BT136 会被触发导通。此时，其内部的 PN 结将变为正向偏置，电阻急剧下降，主电流开始流过 MT1 和 MT2。值得注意的是，BT136 可以在四个象限（即 MT1-MT2 电压和门极电流的极性组合）中的任意一个象限被触发，但通常在 I 和 III 象限（MT2 正相对 MT1 且门极正电流，或 MT2 负相对 MT1 且门极负电流）的触发灵敏度最高。

3. 维持导通（Conduction）： 一旦 BT136 被触发导通，即使门极触发信号撤销，只要流过主端子 MT1 和 MT2 的电流（主电流）保持在**擎住电流（Latching Current, I_L）**之上，BT136 就会保持低阻抗的导通状态。擎住电流是指三端双向可控硅从截止状态转为导通状态并维持导通所需的最小主电流。

4. 关断（Turn-off）： BT136 的关断是一个自发的交流关断过程。当主电路中的交流电流通过零点，或者由于某种原因主电流下降到**维持电流（Holding Current, I_H）**以下时，BT136 就会自动关断，重新回到高阻抗的截止状态。维持电流是指三端双向可控硅在已导通状态下，维持其继续导通所需的最小主电流。通常情况下，I_H 小于 I_L。

这种自关断的特性使得 BT136 特别适合于交流电路的开关控制，无需额外的关断电路。

BT136 引脚图与引脚功能

对于任何电子元件来说，了解其引脚定义是正确连接和使用的基础。BT136 通常采用 TO-220 封装，其引脚排列是标准化的。

TO-220 封装下的 BT136 引脚图

通常，当从正面（即有型号标识的一面）观察 BT136 的 TO-220 封装时，其三个引脚从左到右依次为：

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

引脚定义：

• 引脚 1：MT1 (Main Terminal 1) - 主端子 1。在交流电路中，通常连接到交流电源的一端或负载的一端。它是触发门极的参考点。

• 引脚 2：MT2 (Main Terminal 2) - 主端子 2。在交流电路中，通常连接到交流电源的另一端或负载的另一端。在许多应用中，它也是散热片的连接点，因此在使用时需要注意电气绝缘。

• 引脚 3：G (Gate) - 门极。这是控制 BT136 导通的关键引脚。通过向门极施加适当的触发电流，可以使 BT136 导通。

散热片： TO-220 封装的金属散热片通常与引脚 2 (MT2) 相连。在安装时，如果需要将多个 BT136 固定到同一散热器上，或者散热器与接地或其它电位连接时，必须注意 BT136 的散热片与电路其他部分的绝缘，以防止短路或触电。通常会使用绝缘垫片和绝缘套筒。

BT136 主要参数详解

BT136 的性能由一系列重要的参数决定，这些参数在使用时必须仔细查阅其数据手册。下面将详细介绍几个关键参数。

1. 重复峰值关断电压（Repetitive Peak Off-state Voltage, V_DRM / V_RRM）

V_DRM 是指三端双向可控硅在关断状态下，MT1 和 MT2 之间能够承受的最高瞬时电压峰值，且不导致其误导通或损坏。对于 BT136 来说，常见的 V_DRM 等级有 600V 和 800V。这意味着在交流 220V 或 110V 市电应用中，即使考虑到电源波动和瞬态过压，600V 或 800V 的额定值也足以提供足够的裕量。选择合适的 V_DRM 是确保电路可靠性和安全性的重要考量。

2. 额定通态电流（RMS On-state Current, I_T(RMS)）

I_T(RMS) 是指三端双向可控硅在额定工作温度下，能够连续通过的有效值电流。对于 BT136，典型的 I_T(RMS) 为 4A。这个参数决定了 BT136 能够驱动的负载功率大小。例如，在 220V 交流电路中，一个 4A 的 BT136 大约可以驱动 220Vtimes4A=880W 的纯阻性负载。在实际应用中，由于存在散热条件、环境温度等因素的影响，通常会留有一定的裕量，避免长时间满载工作。

3. 浪涌通态电流（Non-repetitive Peak On-state Current, I_TSM）

I_TSM 是指三端双向可控硅能够承受的非重复性高瞬时电流，通常是由于电路启动或故障引起的。对于 BT136，典型的 I_TSM 为 25A（持续时间通常为 20ms）。这个参数反映了器件抵抗短时过载冲击的能力。在设计电路时，需要确保启动电流或瞬态电流峰值不超过 I_TSM，否则可能会导致 BT136 损坏。

4. 门极触发电流（Gate Trigger Current, I_GT）

I_GT 是指使三端双向可控硅从截止状态转为导通状态所需的最小门极电流。BT136 通常有多个触发电流等级，例如 5mA、10mA、25mA 等，具体取决于型号后缀。例如，BT136-600E 可能是 25mA 触发，而 BT136-600D 可能是 5mA 触发。选择触发电流较小的 BT136 可以降低驱动电路的复杂性和功耗，更易于与微控制器等低功耗逻辑器件接口。

5. 门极触发电压（Gate Trigger Voltage, V_GT）

V_GT 是指在 I_GT 发生时门极与 MT1 之间的电压。这个参数与 I_GT 一起决定了门极驱动电路的设计。典型的 V_GT 值在 0.7V 到 1.5V 之间。

6. 维持电流（Holding Current, I_H）

I_H 是指三端双向可控硅在已导通状态下，维持其继续导通所需的最小主电流。当主电流下降到 I_H 以下时，BT136 将自动关断。对于 BT136，典型的 I_H 值为 5mA 到 15mA。在驱动小功率负载时，需要注意负载电流是否会低于 I_H，如果低于 I_H，BT136 可能会发生意外关断。

7. 擎住电流（Latching Current, I_L）

I_L 是指三端双向可控硅从截止状态转为导通状态并维持导通所需的最小主电流。这个电流值通常高于维持电流 I_H。对于 BT136，典型的 I_L 值为 20mA 到 50mA。在首次触发导通时，主电路电流必须迅速上升并超过 I_L，否则 BT136 可能无法保持导通。

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

dV/dt 是指三端双向可控硅在关断状态下，能够承受的电压上升速率。如果电压上升速率过快，即使电压峰值没有超过 V_DRM，也可能导致三端双向可控硅误触发导通。对于 BT136，典型的 dV/dt 值为 50V/mus 到 200V/mus。在感性负载或存在瞬态电压的电路中，需要注意 dV/dt 的抑制，通常通过 RC 缓冲电路（Snubber Circuit）来实现。

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

dI/dt 是指三端双向可控硅在导通时能够承受的电流上升速率。如果电流上升速率过快，可能导致局部过热，甚至损坏器件。对于 BT136，典型的 dI/dt 值为 50A/mus 到 100A/mus。在感性负载电路中，需要注意抑制 dI/dt 过高，例如通过串联电感或限流电阻。

10. 结温（Junction Temperature, T_j）

T_j 是指三端双向可控硅内部 PN 结的温度。这个参数是衡量器件可靠性的关键。BT136 的最高结温通常为 125circC 或 150circC。所有其他电气参数都以特定的结温为基准。在实际应用中，必须确保结温不超过额定值，这通常通过良好的散热设计来实现。

11. 储存温度（Storage Temperature Range, T_stg）

T_stg 是指三端双向可控硅在非工作状态下可以安全存储的温度范围。通常为 −65circC 到 150circC。

12. 热阻（Thermal Resistance）

热阻参数，例如结到环境的热阻 R_th(j−a) 和结到外壳的热阻 R_th(j−c)，对于散热设计至关重要。这些参数表明了热量从 PN 结传导到外部环境或封装表面的能力。热阻越小，散热性能越好。良好的散热能够有效降低结温，从而提高器件的可靠性和寿命。

BT136 应用电路与注意事项

BT136 广泛应用于各种交流控制电路，但要使其稳定可靠地工作，需要注意一些关键点。

典型应用电路

BT136 最常见的应用是作为交流开关，通过控制其导通角来实现调光、调速或温度控制。

基本交流开关电路：

在一个最简单的交流开关电路中，BT136 的 MT1 和 MT2 串联在交流电源和负载之间。门极 G 通过一个触发电路连接。当触发电路发出脉冲时，BT136 导通，电流流过负载。

     交流电源 ---+---- MT1 (BT136)
                 |
                 +---- MT2 (BT136) ---- 负载 ---- 交流电源另一端
                 |
                 +---- G (BT136) <---- 触发电路

调光/调速电路（相位控制）：

通过改变门极触发信号相对于交流电压过零点的相位，可以控制 BT136 的导通角，从而实现对负载功率的调节。这种电路通常包含一个过零检测电路、一个相位延迟电路（例如 RC 移相电路或微控制器计时）和一个触发脉冲发生器。

     交流电源 ---+---- MT1 (BT136)
                 |
                 +---- MT2 (BT136) ---- 负载 ---- 交流电源另一端
                 |
                 +---- G (BT136) <---- 隔离触发电路 (例如：MOC30XX 光耦)
                                          ^
                                          |
                                          |
                                         微控制器 / 移相电路

应用注意事项

1. 门极驱动：

• 触发电流： 门极触发电流 I_GT 必须足够大以可靠触发 BT136。但过大的门极电流可能缩短器件寿命或损坏门极。通常建议使用比数据手册中 I_GT 最小值稍大但小于最大额定值的电流。

• 触发脉冲宽度： 触发脉冲的宽度应足够长，以确保主电流能够上升并超过擎住电流 I_L。对于阻性负载，通常几十微秒的脉冲就足够了。对于感性负载，可能需要更宽的脉冲，或者在电流过零点前保持门极触发，以防止电流下降过快导致误关断。

• 隔离： 如果门极驱动电路与主电路没有共地，或者主电路电压较高，必须使用隔离措施，如光耦（例如 MOC3021、MOC3041 等）来提供电隔离，确保控制电路和人身安全。带有过零检测功能的随机相位光耦（如 MOC3041/42/43）或零交叉光耦（如 MOC3061/62/63）通常用于需要精确控制过零触发的场合，以减少对电网的干扰。

• 门极电阻： 在门极和触发电路之间串联一个限流电阻是必要的，以限制门极电流，防止过流损坏门极。

2. 散热：

• BT136 在导通时会有一定的通态压降（通常在 1.5V 左右），导致功率损耗 P=I_T(RMS)timesV_T。这些损耗会产生热量，需要通过散热器进行散发，以保持结温在允许范围内。

• 在环境温度较高或负载电流较大时，必须使用合适的散热器。根据功率损耗和器件热阻计算所需的散热器热阻，确保结温不超过最高额定值。

• 如果将 BT136 固定到共用散热器上，或散热器接地，则必须在 BT136 的散热片与散热器之间使用导热绝缘垫片（如硅胶片或陶瓷垫片）和绝缘套筒，以确保电气隔离。

3. 缓冲电路（Snubber Circuit）：

• dV/dt 抑制： 在感性负载（如电机、变压器）或存在瞬态电压的电路中，电压变化率 dV/dt 可能会很高，导致 BT136 误触发。为了抑制 dV/dt，通常在 MT1 和 MT2 之间并联一个 RC 缓冲电路。典型的 RC 值组合是 0.1$muF电容和100Omega$ 左右的电阻。这个电路能够吸收瞬态电压，保护 BT136。

• dI/dt 抑制： 对于某些大电流或感性负载应用，可能需要串联电感来抑制 dI/dt 过高，保护 BT136 免受过大电流上升率的冲击。

4. 过流保护：

• 虽然 BT136 有一定的浪涌电流承受能力，但在发生短路或严重过载时，仍可能损坏。因此，在主回路中串联保险丝或断路器是必要的，以提供过流保护。

• 保险丝的选择应考虑到正常工作电流和启动浪涌电流。

5. 最小负载电流：

• 如果负载电流在 BT136 导通后下降到维持电流 I_H 以下，BT136 会意外关断。在驱动小功率负载时（例如一些 LED 灯），这可能是一个问题。此时，可以在负载两端并联一个泄放电阻，以确保总电流始终高于 I_H，或者选用 I_H 更小的三端双向可控硅。

6. 过零触发：

• 对于交流调光或调速应用，通常推荐在交流电压过零点附近触发 BT136 导通。这有助于减少开关瞬间对电网的电磁干扰（EMI），降低电流冲击，延长负载和器件的寿命。许多专用的三端双向可控硅驱动光耦（如 MOC3041 系列）内部集成了过零检测电路。

7. 环境因素：

• 工作温度、湿度、振动等环境因素都会影响 BT136 的性能和寿命。应确保 BT136 在其额定环境条件下工作。

BT136 与其他三端双向可控硅的比较

BT136 是众多三端双向可控硅型号中的一种。在选择时，可能会遇到其他型号，如 BT137、BT138、BT139、BTA16、BTA41 等。这些型号之间的主要区别通常在于：

• 额定通态电流 (I_T(RMS))： 不同的型号具有不同的额定电流，例如 BT137 通常为 6A，BT138 为 8A，BT139 为 16A，BTA16 为 16A，BTA41 为 40A。根据负载功率选择合适的电流等级。

• 重复峰值关断电压 (V_DRM)： 大部分常见型号都有 600V 和 800V 两种选择。

• 门极触发电流 (I_GT)： 不同型号或同一型号不同后缀（如 BT136-600E vs BT136-600D）具有不同的触发电流灵敏度。

• 封装： 虽然 TO-220 是最常见的，但也有 TO-220F（全绝缘封装）、TO-3P 等其他封装形式。带有 F 后缀的型号（如 BTA16-600BW）通常表示其散热片与 MT2 之间是绝缘的，无需额外绝缘垫片即可安装到共用散热器上，这在设计中提供了便利，但成本通常略高。而像 BT136 这样的非绝缘型，散热片与 MT2 是导通的。

• 抗干扰能力： 部分型号可能具有更好的 dV/dt 和 dI/dt 承受能力，这对于在噪声环境或驱动复杂负载时很重要。BTA 系列通常比 BT 系列具有更好的动态特性和抗干扰能力，尤其是其 Snubberless（无缓冲电路）型号，如 BTA20-600B，可以在某些应用中省略外部 RC 缓冲电路。

在实际选型时，应根据具体的应用需求，如负载功率、电源电压、控制方式、环境温度、成本预算等，查阅详细的数据手册，选择最适合的 BT136 或其他型号的三端双向可控硅。

BT136 常见故障与排除

在使用 BT136 的过程中，可能会遇到一些问题。了解这些问题的常见原因和排除方法有助于快速解决故障。

1. BT136 无法导通

• 门极触发信号不足： 检查门极触发电流 I_GT 和触发电压 V_GT 是否达到 BT136 的要求。如果使用微控制器驱动，确保输出电平、限流电阻和脉冲宽度正确。

• 门极开路或短路： 检查门极引脚及其连接线路是否存在断裂或短路。

• BT136 损坏（开路）： BT136 内部可能因过压、过流或过热而开路。使用万用表测量 MT1 和 MT2 之间电阻，或替换新的 BT136 进行测试。

• 主电路电流未达到擎住电流 I_L： 尤其是在驱动感性负载或小功率负载时，主电流可能未能在触发脉冲结束后迅速上升并超过 I_L，导致无法保持导通。尝试增加负载或延长触发脉冲宽度。

• MT1/MT2 接线错误： 检查 MT1 和 MT2 是否正确连接到电路中。

2. BT136 无法关断（持续导通）

• 主电路电流始终高于维持电流 I_H： 这在直流电路中或某些交流电路中，如果负载性质导致电流无法过零时，可能会发生。BT136 是交流自关断元件，不适用于纯直流控制。在交流电路中，如果负载电流始终很高，或者存在直流偏置，也可能无法关断。

• 门极持续触发： 检查门极驱动电路是否持续提供触发信号，而不是脉冲信号。门极信号应在 BT136 导通后撤销。

• dV/dt 过高： 瞬态电压或电压变化率过高导致误触发。在 MT1 和 MT2 之间增加 RC 缓冲电路。

• BT136 损坏（短路）： BT136 内部可能因瞬时过压或过流而击穿短路。替换新的 BT136 进行测试。

• 结温过高： 结温过高会降低器件的关断能力。检查散热是否足够。

3. BT136 频繁损坏

• 过压： 电源电压过高，或存在尖峰电压导致击穿。检查电源电压，并增加 RC 缓冲电路和 MOV（金属氧化物压敏电阻）等过压保护器件。

• 过流： 负载电流超过 BT136 的额定通态电流或浪涌电流。检查负载功率，确保 BT136 的电流裕量足够。增加保险丝或断路器提供过流保护。

• 散热不良： 结温过高是导致三端双向可控硅损坏的主要原因之一。检查散热器尺寸是否足够，是否正确安装（是否涂抹导热硅脂，是否正确安装绝缘垫片和螺丝），以及环境温度。

• dV/dt 或 dI/dt 过高： 在感性负载中，电压或电流的急剧变化可能导致损坏。增加 RC 缓冲电路或串联电感进行抑制。

• 劣质元件： 使用非正品或质量不佳的 BT136 也可能导致频繁损坏。从可靠供应商处购买元件。

• 焊接问题： 虚焊、冷焊或静电损伤都可能导致 BT136 早期失效。

4. 电磁干扰（EMI）问题

• 无过零触发： 在交流电路中，如果不对 BT136 进行过零触发，它可能在交流电压的任意点导通，产生较大的电流冲击和噪声，导致电磁干扰。使用零交叉触发的光耦和控制策略可以有效缓解这个问题。

• 缓冲电路不足： RC 缓冲电路不仅能保护 BT136，也能抑制开关瞬间产生的尖峰电压和电流，从而减少 EMI。

• 布线不当： 杂乱或过长的引线会增加电感和电容，导致辐射和传导干扰。优化 PCB 布局，缩短主电流回路，将门极驱动线远离主回路。

通过以上对 BT136 的参数、引脚图、工作原理、应用注意事项及常见故障的详细解析，希望能为读者在实际的电子设计和故障排除中提供全面的指导。BT136 作为一款经典的功率半导体器件，其稳定性和易用性使其在电力电子领域占据着重要地位。深入理解其特性，合理设计外围电路，是确保其发挥最佳性能和延长使用寿命的关键。