Что такое динистор (DIAC): конструкция, принцип работы и применение


DIAC — это полупроводниковый прибор, имеющий три слоя и два перехода. DIAC (DIode for Alternating Current) - это диод для переменного тока, который в русскоязычных источниках также называют динистором или диаком.

DIAC представляет собой комбинацию двух диодов, включенных параллельно: один в прямом смещении, а другой в обратном смещении по отношению к обеим сторонам. Другими словами, DIAC — это специально сконструированный диод, который позволяет току проходить в обоих направлениях при соблюдении определенных условий.

Что такое динистор (DIAC): конструкция, принцип работы и применение

Еще одна интересная особенность DIAC заключается в том, что из-за отсутствия определенного направления тока он считается двунаправленным устройством. DIAC имеет только два анодных контакта, а катодных контактов нет. Эти две анодные клеммы часто называют главной клеммой 1 (MT1) и главной клеммой 2 (MT2).

На следующем рисунке показано обозначение динистора (диака) на схемах.

Обозначение динистора (диака) на схемах

Конструкция динистора (диака)

Конструкция DIAC следует тем же правилам, что и типичная конструкция транзистора без базовой клеммы. Как обсуждалось выше, конструкция DIAC имеет два основных терминала: MT1 и MT2. В конструкции DIAC используются два материала P-типа и три материала N-типа без затвора.

Конструкция динистора (диака)

На изображении выше показаны три региона N-типа с названиями NA, NB и NC. Области P-типа показаны как PA и PB. Если клемма МТ1 стала более положительной, чем МТ2, ток будет течь в направлении PA -> NB -> PB -> NC. Когда возникает обратная ситуация, клемма MT2 становится более положительной, чем MT1, и ток будет течь в направлении PB -> NB -> PA -> NA.

DIAC начинает проводить ток только при достижении напряжения пробоя .

В ситуациях пробоя происходит внезапное уменьшение падения напряжения на DIAC, и ток, проходящий через него, увеличивается. Это состояние называется областью отрицательного динамического сопротивления. Проводимость продолжается до тех пор, пока ток не уменьшится до определенного значения, называемого током удержания. Ниже этого тока удержания сопротивление DIAC становится высоким, и он переходит в непроводящее состояние. Поскольку DIAC является двунаправленным устройством, это будет происходить для обоих направлений тока.

Вольт-амперная характеристика динистора (диака)

Вольт-амперная характеристика динистора (диака)

На изображении выше показана фактическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) DIAC. Кривая выглядит как английское слово Z. DIAC остается в непроводящем состоянии до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение пробоя. Медленная кривая перед переходом на прямую обусловлена ​​током утечки. После достижения напряжения пробоя DIAC переходит в состояние низкого сопротивления, и ток через диод быстро увеличивается, что показано прямой линией. Но в состоянии проводимости тока падение напряжения на диоде уменьшается, поэтому линия не имеет идеального угла 90 градусов.

Приложения DIAC

DIAC разработан специально для запуска триака (симистора) или тиристора. Как обсуждалось выше, DIAC переходит в лавинную проводимость при напряжении отключения. Благодаря этому устройство проявляет отрицательные характеристики сопротивления и падение напряжения на нем резко снижается, обычно примерно до 5 Вольт. Это создает ток прерывания, которого достаточно для включения или срабатывания симистора или тиристора.

DIAC также применим для приложений с симметричным запуском поскольку DIAC проводит ток в обоих направлениях.

Теперь самый важный вопрос: зачем нам нужен DIAC для запуска триака?

Триак не срабатывает симметрично, и из-за этого триак не срабатывает при одном и том же уровне напряжения затвора для одной полярности, что и для другой. Это приводит к нежелательному результату. Несимметричное срабатывание приводит к образованию волны тока с большим разнообразием частот гармоник, что приводит к неопределенным возможностям внутри силовой цепи. Чтобы выйти из этой ситуации и уменьшить содержание гармоник в энергосистеме, DIAC включается последовательно с затвором симистора.

Схема включения диака для запуска симистора

Базовое применение DIAC показано на рисунке выше, где DIAC используется в качестве устройства запуска TRIAC.

DIAC включен последовательно с затвором симистора. DIAC не пропускает ток затвора до тех пор, пока напряжение запуска не достигнет определенного повторяемого уровня в обоих направлениях. В этом случае точка срабатывания симистора от полупериода до следующего полупериода имеет тенденцию быть более постоянной и снижает общее содержание гармоник в системе.

Практический пример использования DIAC

Давайте посмотрим практическую схему с использованием DIAC. В приведенной ниже схеме DIAC используется для мигания светодиода.

Схема, в которой DIAC используется для мигания светодиода

Конструкция довольно проста, она состоит из двух диодов 1N4007, которые представляют собой выпрямительный диод на 1000 В, 1 А, и конденсатор емкостью 47 мкФ с номиналом не менее 300 В. Для DIAC можно использовать DB3, DB4 или NTE6408. Два резистора сопротивлением 20 кОм и 100 Ом (½ Вт) используются вместе со стандартным светодиодом синего цвета (3 В).

В приведенной схеме в целях безопасности используются два диода, которые преобразуют переменный ток в постоянный. Конденсатор быстро заряжается от диодов, и как только заряженное напряжение достигает напряжения пробоя DIAC, он начинает проводить ток и включать светодиод. После включения светодиода и пока ток проходит через DIAC, падение напряжения уменьшается и конденсатор разряжается через резистор 20 кОм.

Время включения и выключения светодиода можно контролировать, изменяя номинал конденсатора.

Ниже показано моделирование данной схемы в Proteus.

Что такое Quadrac

Quadrac — это особый тип тиристора, в котором используются DIAC и TRIAC в одном корпусе. В этом устройстве DIAC используется для внутреннего запуска симистора. Quadrac имеет широкий спектр приложений, таких как переключение, управление температурной модуляцией, управление скоростью или различные приложения, связанные с диммерами.

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
64 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *