DIAC - це напівпровідниковий пристрій, який має три шари та два переходи. Слово DIAC складається з двох частин, DI та AC. DI означає діод (або два. Як Di, Tri, Quad, Penta тощо), а AC - змінний струм. DIAC - абревіатура діода змінного струму .
На зображенні нижче показано символ DIAC.
DIAC являє собою комбінацію двох паралельно діодів, один з прямим зміщенням, а інший - у стані зворотного зміщення щодо обох сторін. DIAC - це спеціально сконструйований діод, який дозволяє струму проходити в обидві сторони при дотриманні певних умов.
Ще одна цікава річ щодо DIAC полягає в тому, що через відсутність певного напрямку потоку струму він розглядається як двонаправлений пристрій. DIAC має лише два анодні штирі, і катодних штифтів там немає. Ці два анодні термінали часто називають головним терміналом 1 (MT1) і головним терміналом 2 (MT2).
Побудова DIAC
Конструкція DIAC дотримується того ж правила, що і типова конструкція транзистора без базової клеми. Як обговорювалося вище, конструкція DIAC має два основних термінали, MT1 та MT2. У конструкції DIAC використовуються два матеріали типу P і три матеріали типу N без засувки.
На зображенні вище показано три області типу N із назвами NA, NB та NC.
Регіони типу P відображаються як PA і PB. Якщо термінал MT1 став більш позитивним, ніж MT2, струм буде текти в напрямку PA -> NB -> PB -> NC. Коли виникає зворотна ситуація, термінал MT2 стає більш позитивним, ніж MT1, і струм буде текти в напрямку PB -> NB -> PA -> NA.
DIAC тільки починає проводити струм, коли досягається напруга пробою.
Під час поломки відбувається раптове зниження падіння напруги на DIAC, і потік струму через нього збільшується. Цей стан називається областю негативного динамічного опору. Провідність триває до тих пір, поки струм не зменшиться до певного значення, яке називається струмом утримання. Нижче цього утримуючого струму опір DIAC стає високим, і він переходить у непровідний стан.
Оскільки DIAC є двонаправленим пристроєм, це відбуватиметься в обох напрямках струму.
Характерна крива DIAC
На зображенні вище показано фактичну IV характеристику DIAC. Крива виглядає як англійське слово Z. DIAC залишається в непровідному стані до досягнення напруги пробою. Повільна крива перед виходом на пряму лінію обумовлена струмом витоку. Після досягнення напруги пробою DIAC переходить у стан низького опору, і струм струму через діод швидко збільшується, що відображається у вигляді прямої лінії. Але під час провідного струму падіння напруги на діоді зменшується, отже лінія не є ідеальною на 90 градусів.
Застосування DIAC
DIAC розроблений спеціально для запуску TRIAC або SCR. Як обговорювалося вище, DIAC переходить у лавинну провідність при напрузі відключення. Завдяки цьому пристрій має негативні характеристики опору, і падіння напруги на ньому різко зменшується, як правило, до приблизно 5 Вольт. Це створює розрив струму, достатній для включення або спрацьовування TRIAC або SCR.
DIAC також застосовується для застосування в симетричних спрацьовуваннях, оскільки DIAC проводить в обох напрямках.
Зараз найважливіше питання, чому нам потрібен DIAC, щоб спрацьовувати TRIAC?
TRIAC не спрацьовує симетрично, і тому TRIAC не спрацьовує на тому ж рівні напруги затвора для однієї полярності, що і для іншої. Це призводить до небажаного результату. Несиметричне випалення призводить до того, що форма сигналу струму, що має більшу різноманітність гармонічних частот, призводить до невизначених можливостей всередині ланцюга живлення. Щоб вийти з цієї ситуації та зменшити вміст гармоніки в енергосистемі, DIAC розміщується послідовно із затвором TRIAC.
Основна програма DIAC показана на зображенні нижче, де DIAC використовується як пусковий пристрій TRIAC.
DIAC з'єднаний послідовно із затвором TRIAC. DIAC не пропускає струм затвора, поки напруга спрацьовування не досягне певного повторюваного рівня в обох напрямках. У цьому випадку точка стрільби TRIAC від півкільця до наступного півциклу має тенденцію бути більш послідовною, і це зменшує загальний вміст гармоніки в системі.
Практичний приклад DIAC
Давайте розглянемо практичну схему з використанням DIAC. У наведеній нижче схемі DIAC використовується для блимання світлодіода.
Конструкція досить проста, вона складається з двох діодів 1N4007, який є випрямним діодом 1000 В 1A, та конденсатора 47 мкФ з принаймні 300 В. Для DIAC можуть використовуватися DB3, DB4 або NTE6408. Два резистори потужністю 20 кОм та 100 Ом (½ Вт) використовуються разом зі стандартним світлодіодом синього кольору, (3 В)
Тут з метою безпеки використовуються два діоди, які перетворюють змінний струм у постійний. Конденсатор швидко заряджається діодами, і як тільки заряджена напруга досягає напруги пробою DIAC, він починає проводити і включати світлодіод. Після включення світлодіода і під час проходження струму через DIAC падіння напруги зменшується і зірка конденсатора розряджається через резистор 20k.
Час увімкнення та вимкнення світлодіода можна контролювати, змінюючи значення конденсатора.
Нижче моделювання показано в Proteus.
Будівництво Квадрака
Quadrac - це спеціальний тип тиристорів, який використовує DIAC та TRIAC в одному пакеті. У цьому пристрої DIAC використовується для внутрішнього спрацьовування TRIAC. Quadrac має широкий спектр застосувань, таких як перемикання, регулювання температурної модуляції, регулювання швидкості або різні додаткові програми, пов'язані з диммером.