- Izdelava DIAC
- Karakteristična krivulja DIAC
- Aplikacije DIAC
- Praktični primer DIAC
- Konstrukcija Quadrac
DIAC je polprevodniška naprava, ki ima tri plasti in dva stika. Beseda DIAC je sestavljena iz dveh delov, DI in AC. DI pomeni diodo (ali dve. Tako kot Di, Tri, Quad, Penta itd.), AC pa izmenični tok. DIAC je kratica diode za izmenični tok .
Na spodnji sliki je prikazan simbol DIAC.
DIAC je kombinacija dveh vzporednih diod, ena v prednaklonu, druga pa v obratni smeri glede na obe strani. DIAC je posebej izdelana dioda, ki omogoča pretok toka v obe smeri, ko so izpolnjeni določeni pogoji.
Še ena zanimivost pri DIAC je, da zaradi nenavedene smeri toka toka velja za dvosmerno napravo. DIAC ima samo dva anodna zatiča in katodnih nožic ni. Ta dva anodna terminala se pogosto imenujeta glavni terminal 1 (MT1) in glavni terminal 2 (MT2).
Izdelava DIAC
Konstrukcija DIAC sledi istemu pravilu kot običajna tranzistorska konstrukcija brez osnovnega terminala. Kot smo že omenili, ima konstrukcija DIAC dva glavna terminala, MT1 in MT2. Konstrukcija DIAC uporablja dva materiala tipa P in tri materiale tipa N brez terminala vrat.
Na zgornji sliki so prikazana tri območja tipa N z imenom NA, NB in NC.
Območja tipa P sta prikazani kot PA in PB. Če je terminal MT1 postal pozitivnejši od MT2, bo tok tekel v smeri PA -> NB -> PB -> NC. Ko pride do obratne situacije, je terminal MT2 postal pozitivnejši od MT1 in tok bo tekel v smeri PB -> NB -> PA -> NA.
DIAC začne šele za vodenje toka, ko je dosežen izpada napetosti.
Med razčlenitvami pride do nenadnega zmanjšanja padca napetosti na DIAC-u in trenutni pretok se bo skozi to povečal. To stanje se imenuje regija negativnega dinamičnega upora. Prevajanje se nadaljuje, dokler se tok ne zmanjša na določeno vrednost, imenovano zadrževalni tok. Pod tem zadrževalnim tokom postane upor DIAC velik in vstopi v neprevodno stanje.
Ker je DIAC dvosmerna naprava, se bo to zgodilo za obe smeri toka.
Karakteristična krivulja DIAC
Na zgornji sliki je prikazana dejanska IV značilnost DIAC. Krivulja je videti kot angleška beseda Z. DIAC ostane v neprevodnem stanju, dokler ni dosežena napetost okvare. Počasna krivulja pred prehodom v ravno črto je posledica toka uhajanja. Po doseženi napetosti razpada DIAC preide v stanje nizkega upora in trenutni tok skozi diodo se hitro poveča, kar je prikazano kot ravna črta. Toda v trenutnem prevodnem stanju se padec napetosti na diodi zmanjša, zato linija ni popolna 90 stopinj.
Aplikacije DIAC
DIAC je posebej zasnovan za prikazovanje triak ali SCR. Kot smo že omenili, DIAC preide v plazovsko prevodnost pri napetosti prekinitve. Zaradi tega ima naprava negativne odporne lastnosti, padec napetosti na njej pa se močno zmanjša, običajno na približno 5 voltov. To ustvari prekinitev toka, ki zadostuje za vklop ali sprožitev TRIAC ali SCR.
DIAC se uporablja tudi za simetrične sprožilne aplikacije, saj DIAC vodi v obe smeri.
Zdaj je najpomembnejše vprašanje, zakaj potrebujemo DIAC, da sprožimo TRIAC?
TRIAC ne sproži simetrično in zaradi tega TRIAC ne sproži na isti ravni napetosti vrat za eno polarnost kot za drugo. To vodi do neželenega rezultata. Posledica nesimetričnega streljanja je trenutna valovna oblika, ki ima večjo raznolikost harmoničnih frekvenc, kar vodi v negotove možnosti znotraj napajalnega vezja. Za okrevanje po tej situaciji in za zmanjšanje harmonične vsebnosti v elektroenergetskem sistemu je DIAC postavljen zaporedno z vrati TRIAC.
Osnovna aplikacija DIAC je prikazana na spodnji sliki, kjer se DIAC uporablja kot sprožilna naprava TRIAC-a.
DIAC je povezan zaporedno z vrati TRIAC. DIAC ne dovoli nobenega toka vrat, dokler sprožilna napetost ne doseže določene ponovljive ravni v obeh smereh. V tem primeru je strelna točka TRIAC-a od pol-cikla do naslednjega pol-cikla bolj dosledna in zmanjšuje skupno vsebnost harmonike sistema.
Praktični primer DIAC
Oglejmo si praktično vezje, ki uporablja DIAC. V spodnjem vezju se DIAC uporablja za utripanje LED.
Konstrukcija je dokaj enostavna, sestoji iz dveh diod 1N4007, ki je usmerniška dioda 1000V 1A, in kondenzatorja 47uF z nazivno močjo najmanj 300V. Za DIAC se lahko uporabljajo DB3, DB4 ali NTE6408. Uporabljata se dva upora 20k in 100 ohmov (½ W) skupaj s standardno LED modro barvo, (3v)
Tu sta zaradi varnosti uporabljeni dve diodi, ki pretvorita izmenični tok v enosmerni tok. Kondenzator se diode hitro napolnijo in takoj, ko napolnjena napetost doseže napetost okvare DIAC, začne voditi in vklopiti LED. Po vklopu LED in med tem, ko tok prehaja skozi DIAC, se padec napetosti zmanjša in zvezda kondenzatorja se izprazni skozi upor 20k.
Čas vklopa in izklopa LED lahko nadzirate s spreminjanjem vrednosti kondenzatorja.
V nadaljevanju je simulacija prikazana v Proteusu.
Konstrukcija Quadrac
Quadrac je posebna vrsta tiristorja, ki uporablja DIAC in TRIAC v enem paketu. V tej napravi se DIAC uporablja za notranji sprožitev TRIAC. Quadrac ima široko paleto aplikacij, kot so preklapljanje, nadzor temperaturne modulacije, nadzor hitrosti ali različne aplikacije, povezane z zatemnitvijo.