Diac este un dispozitiv semiconductor bidirectional cu două joncțiuni proiectat să se deschidă atunci când tensiunea AC pe el depășește un anumit nivel, trecând curent în ambele direcții.

DIode AC switch sau DIAC pentru scurt, este un alt dispozitiv semiconductor, cu trei straturi, cu două joncțiuni, dar spre deosebire de tranzistor, DIAC nu are conexiunea Bază fiind un dispozitiv cu două terminale, etichetate A1 și A2.

Diacul este o componentă electronică care nu oferă control sau amplificare, dar acționează ca o diodă de comutare bidirecțională, deoarece poate conduce curent la fiecare polaritate a unei surse de tensiune AC corespunzătoare.

În tutorialul despre SCR și Triac, am văzut că în aplicațiile de comutare ON-OFF, aceste dispozitive ar putea fi declanșate de circuite simple care produc curenți de poartă la starea de echilibru, așa cum se arată.

Când comutatorul, S1 este deschis nu curge curent de poartă și lampa este "OFF". Atunci când comutatorul S1 este închis, curentul de poartă IG curge, iar SCR conduce pe alternanța pozitivă numai când operează în cadranul Ι.

Ne amintim că, odată pornit „ON“, SCR va comuta „OFF“ din nou, doar atunci când tensiunea de alimentare scade la valori astfel încât curentul său anodic IA este mai mic decât valoarea curentului de menținere IH.

Dacă dorim să controlăm valoarea medie a curentului lămpii, mai degrabă decât să comutăm doar "ON" sau "OFF", am putea aplica un impuls scurt al curentului de poartă la un punct de declanșare prestabilit pentru a permite conducția SCR numai pe o parte a alternanței. Atunci, valoarea medie a curentului lămpii ar fi modificată prin schimbarea timpului de întârziere T între începutul ciclului și punctul de declanșare. Această metodă este cunoscută în mod obișnuit drept "controlul fazei".

Dar pentru a realiza controlul fazei, sunt necesare două lucruri. Unul este un circuit de defazare variabilă (de obicei un circuit pasiv RC) și doi, o formă de circuit de declanșare sau un dispozitiv care poate produce impulsul de poartă necesar atunci când forma de undă întârziată atinge un anumit nivel. Un astfel de dispozitiv semiconductor, care este proiectat să producă aceste impulsuri, este Diacul.

Diacul este construit ca un tranzistor, dar nu are o conexiune bază care să permită conectarea acestuia într-un circuit în fiecare polaritate. Diacul este utilizat în principal ca dispozitiv de declanșare în aplicații de declanșare a fazei și de control al puterii variabile, deoarece un diac ajută la asigurarea unui impuls de declanșare mai ascuțit și mai instant (spre deosebire de o tensiune cu creștere în rampă constantă) care se utilizează pentru a activa "ON" dispozitivul de comutare principal.

Simbolul diac și curbele caracteristici de curent-tensiune ale diacului sunt prezentate mai jos.

Caracteristicile I-V si simbolul Diac

Din curbele I-V caracteristice ale diacului de mai sus putem observa că diacul blochează curgerea curentului, în ambele direcții, până când tensiunea aplicată este mai mare decât VBR, moment în care apare punctul de străpungere al dispozitivului și diacul conduce puternic în mod similar cu dioda zener care trece un impuls brusc de tensiune. Acest punct VBR este numit tensiunea de străpungere a Diacului sau tensiunea de rupere.

Într-o diodă zener obișnuită, tensiunea pe ea va rămâne constantă pe măsura creșterii curentului. Dar, în diac acțiunea tranzistorului determină reducerea tensiunii pe măsură ce crește curentul. Odată ajuns în starea de conducție, rezistența diacului scade la o valoare foarte mică, permițând curgerea unei valori relativ mari de curent. Pentru cele mai frecvente diacuri disponibile, cum ar fi ST2 sau DB3, tensiunea lor de rupere variază în mod obișnuit de la aproximativ ± 25 la 35 de volți. Sunt disponibile valori mai mari de tensiune de rupere, de exemplu 40 volți pentru diacul DB4.

Această acțiune dă diacului caracteristica unei rezistențe negative așa cum se arată mai sus. Deoarece diacul este un dispozitiv simetric, el are prin urmare aceeași caracteristică atât pentru tensiunile pozitive, cât și pentru cele negative, iar această acțiune de rezistență negativă face Diacul să fie adecvat ca dispozitiv de declanșare pentru SCR sau triac.

Aplicațiile diacului

Așa cum s-a menționat mai sus, diacul este utilizat în mod obișnuit ca dispozitiv de declanșare pentru alte dispozitive de comutare semiconductoare, în principal SCR și triacuri. Triacul este utilizate pe scară largă în aplicații cum ar fi dimmerul lămpilor și controlul de turație al motorului și, ca atare, diacul este utilizat în combinație cu triac pentru a asigura controlul bialternanță al surselor AC, așa cum se arată.

Controlul fazei AC cu diac

Deoarece tensiunea de alimentare AC crește la începutul ciclului, condensatorul C se încarcă prin combinația serie de rezistor fix R1 și potențiometru VR1, iar tensiunea pe plăcile sale crește. Atunci când tensiunea de încărcare ajunge la tensiunea de străpungere a diacului (aproximativ 30 V pentru ST2), diacul se deschide și condensatorul se descarcă prin diac.

Descărcarea produce un impuls brusc de curent, care duce triacul în conducție. Unghiul de fază la care triacul este declanșat poate fi modificat cu VR1, care controlează rata de încărcare a condensatorului. Rezistorul R1 limitează curentul de poartă la o valoare sigură când VR1 este la minim.

Odată ce triacul a fost dus în conducție, acesta este menținut în starea "ON" de curentul de sarcină care curge prin el, în timp ce tensiunea pe combinația rezistor-condensator este limitată de tensiunea "ON" a triacului și este menținută până la sfârșitul alternanței prezente a alimentării AC.

La sfârșitul alternanței, tensiunea de alimentare scade la zero, reducând curentul prin triac sub curentul său IH de menținere, comutându-l "OFF", iar diacul oprește conducția. Tensiunea de alimentare intră apoi în următoarea alternanță, tensiunea condensatorului începe din nou să crească (de data aceasta în direcția opusă) și ciclul de aprindere a triacului se repetă din nou.

Forma de undă la conducția triacului

Am văzut că Diac-ul este un dispozitiv foarte util care poate fi folosit pentru declanșarea triacului și datorită caracteristicilor de rezistență negativă, acest lucru îi permite să comute rapid ON la o atingere a unui anumit nivel de tensiune aplicată. Dar, aceasta înseamnă că ori de câte ori dorim să folosim un triac pentru controlul puterii AC, vom avea nevoie și de un diac separat. Din fericire pentru noi, o scânteie strălucitoare undeva înlocuiește diacul și triacul individual cu un singur dispozitiv de comutare numit Quadrac.

Quadracul

Quadrac este de fapt un Diac și Triac fabricate împreună într-un singur pachet semiconductor cunoscut sub numele de „triac declanșat intern“. Toate acestea într-un dispozitiv bidirecțional controlat prin poartă utilizând fiecare polaritate a tensiunii pe terminalul principal, ceea ce înseamnă că poate fi utilizat în aplicații de control al fazei bialternanță, cum ar fi controlul încălzitorului, dimmerul lămpii și controlul turației motorului AC etc.

La fel ca triacul, quadrac-ul este un dispozitiv de comutare semiconductor cu trei terminale, etichetate MT2 pentru un terminal principal (de obicei anodul), MT1 pentru al doilea terminal principal (de obicei catodul) și G pentru terminalul poartă.

Quadrac-ul este disponibil într-o varietate de tipuri de pachete, în funcție de necesitățile de comutare a tensiunii și a curentului, pachetul TO-220 fiind cel mai des întâlnit deoarece este proiectat să înlocuiască exact cele mai multe dispozitive triac.

Rezumat Diac

Am văzut că diacul, cum ar fi ST2 sau DB3 este un dispozitiv de blocare a tensiunii cu două terminale care poate conduce în ambele direcții. Diacul posedă caracteristici de rezistență negativă care îi permite să comute rapid "ON" odată ce se atinge un anumit nivel de tensiune aplicat.

Deoarece diacul este un dispozitiv bidirecțional, atunci când este asociat cu seria triacurilor de comutare BTAxx-600A sau IRT80, aceasta este util ca dispozitiv de declanșare în controlul fazei și circuite generale AC, cum ar fi dimmer-e de lumină și control de turație ale motorului.

Quadracul este pur și simplu triac cu diac conectat intern. La fel ca în cazul triacului, quadracul este comutator AC bidirecțional care este controlat de poartă pentru fiecare polaritate a tensiunii pe terminalul principal.