A DIAC egy félvezető eszköz, amelynek három rétege és két csatlakozása van. A DIAC szó két részből áll, DI és AC. A DI jelentése a dióda (vagy kettő. Mint Di, Tri, Quad, Penta stb.), Az AC pedig a váltakozó áram. A DIAC a váltakozó áramú dióda rövidítése.
Az alábbi képen a DIAC szimbólum látható.
A DIAC két dióda kombinációja párhuzamosan, az egyik előre irányított, a másik pedig mindkét oldalra fordított előfeszítésű. A DIAC egy speciálisan felépített dióda, amely bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetővé teszi az áram áthaladását mindkét irányba.
A DIAC-vel kapcsolatban még egy érdekes dolog az, hogy mivel az áram áramlási iránya nincs megadva, kétirányú eszköznek tekintik. A DIAC-nak csak két anódcsapja van, és nincsenek katódcsapok. Ezt a két anódterminált gyakran utalják az 1. fő terminálra (MT1) és a 2. terminálra (MT2).
A DIAC építése
A DIAC konstrukció ugyanazt a szabályt követi, mint egy tipikus tranzisztoros konstrukció a Base terminál nélkül. Amint azt fentebb tárgyaltuk, a DIAC konstrukciónak két fő terminálja van, az MT1 és az MT2. A DIAC konstrukció két P típusú és három N típusú anyagot használ a kapu terminál nélkül.
A fenti képen három N típusú régió látható NA, NB és NC nevével.
A P típusú régiókat PA és PB formában mutatjuk be. Ha az MT1 terminál pozitívabbá vált, mint az MT2, akkor az áram PA -> NB -> PB -> NC irányába áramlik. A fordított helyzet bekövetkezésekor az MT2 terminál pozitívabbá vált, mint az MT1, és az áram PB -> NB -> PA -> NA irányába áramlik.
A DIAC csak akkor kezdi el vezetni az áramot, ha a megszakítási feszültség elérte.
A meghibásodási helyzetek során a DIAC-ban hirtelen csökken a feszültségesés, és az áramáramlás ezen keresztül növekszik. Ezt az állapotot negatív dinamikus ellenállási régiónak nevezzük. A vezetés addig folytatódik, amíg az áram egy bizonyos értékre csökken, amelyet tartóáramnak nevezünk. Ezen tartási áram alatt a DIAC ellenállása magas lesz, és nem vezető állapotba kerül.
Mivel a DIAC kétirányú eszköz, az áram mindkét irányára meg fog történni.
DIAC jelleggörbe
A fenti képen a DIAC tényleges IV jellemzője látható. A görbe úgy néz ki, mint az angol Z szó. A DIAC nem vezető állapotban marad, amíg a meghibásodási feszültséget el nem éri. Az egyenes vonal felé haladás előtti lassú görbe a szivárgási áramnak tudható be. A megszakítási feszültség elérése után a DIAC alacsony ellenállású állapotba kerül, és a diódán átáramló áram gyorsan növekszik, amelyet egyenes vonalként mutatunk be. De a jelenlegi vezetési állapot alatt a diódán át csökken a feszültségesés, ezért a vezeték nem tökéletes 90 fokos.
DIAC alkalmazások
A DIAC kifejezetten a TRIAC vagy az SCR kiváltására szolgál. Amint azt fentebb tárgyaltuk, a DIAC lavinavezetésbe megy áttörési feszültségnél. Emiatt a készülék negatív ellenállási jellemzőkkel rendelkezik, és a feszültségesés drámaian csökken, jellemzően körülbelül 5 voltra. Ez megszakítást eredményez az áram felett, amely elegendő a TRIAC vagy SCR bekapcsolásához vagy kiváltásához.
A DIAC szimmetrikus kiváltó alkalmazásokra is alkalmazható, mivel a DIAC mindkét irányban végez.
Most a legfontosabb kérdés az, hogy miért van szükségünk a DIAC-ra a TRIAC kiváltásához?
A TRIAC nem villan szimmetrikusan, és emiatt a TRIAC nem változik ugyanazon a kapu feszültségszintjén az egyik polaritásnál, mint a másiknál. Ez nemkívánatos eredményhez vezet. Az aszimmetrikus égetés egy áram hullámformát eredményez, amelynek nagyobb a harmonikus frekvenciák változata, és bizonytalan lehetőségekhez vezet az áramkör belsejében. Ebből a helyzetből való kilábalás és az energiaellátó rendszer harmonikus tartalmának csökkentése érdekében a DIAC sorba kerül a TRIAC kapujával.
Az alap DIAC alkalmazás az alábbi képen látható, ahol a DIAC-t a TRIAC kiváltó eszközeként használják.
A DIAC sorba van kötve egy TRIAC kapujával. A DIAC nem engedélyez semmilyen kapuáramot, amíg a kiváltó feszültség el nem éri a megismételhető szintet mindkét irányban. Ebben az esetben a TRIAC kilövési pontja a fél ciklusról a következő fél ciklusra általában következetesebb, és csökkenti a rendszer teljes harmonikus tartalmát.
A DIAC gyakorlati példája
Lássunk egy gyakorlati áramkört a DIAC segítségével. Az alábbi áramkörben DIAC-t használnak a LED villogására.
A felépítés meglehetősen egyszerű, két 1N4007 diódából áll, amely egy 1000 V 1A egyenirányító dióda és egy legalább 300 V névleges 47uF kondenzátorból áll. A DIAC-hoz DB3, DB4 vagy NTE6408 használható. Két 20k és 100 ohmos (½ wattos) ellenállást használnak, a kék színű standard LED (3v) mellett
Itt két diódát használnak biztonsági célokra, amelyek átalakítják az AC-t DC-vé. A kondenzátort a diódák gyorsan feltöltik, és amint a feltöltött feszültség eléri a DIAC megszakítási feszültségét, elkezd vezetni és bekapcsolni a LED-et. A LED bekapcsolása után, miközben az áram áthalad a DIAC-n, a feszültségesés csökken és a kondenzátorcsillag kisüt a 20k ellenálláson.
A LED be- és kikapcsolási ideje a kondenzátor értékének megváltoztatásával szabályozható.
Az alábbiakban a szimulációt a Proteus mutatja be.
A Quadrac konstrukció
A Quadrac egy speciális típusú tirisztor, amely a DIAC-t és a TRIAC-t egyetlen csomagban használja. Ebben az eszközben a DIAC-t használják a TRIAC belső kiváltására. A Quadrac sokféle alkalmazással rendelkezik, mint például kapcsolás, hőmérséklet-moduláció vezérlés, sebességszabályozás vagy különféle dimmerrel kapcsolatos alkalmazások.