Diac教程特性及控制摘要

Diac是一種雙結(jié)雙向半導(dǎo)體器件，設(shè)計(jì)用于當(dāng)其兩端的交流電壓超過(guò)某一水平時(shí)通過(guò)任一方向的電流時(shí)發(fā)生故障

DIodeAC開關(guān)，或簡(jiǎn)稱Diac，是另一種固態(tài)，三層，雙結(jié)半導(dǎo)體器件，但不像晶體管那樣 Diac 沒有基本連接，使其成為雙終端設(shè)備，標(biāo)記為A 1 和A 2 。

Diac是一個(gè)不提供控制的電子元件或放大但很像雙向開關(guān)二極管，因?yàn)樗鼈兛梢詮暮线m的交流電壓源的任一極性傳導(dǎo)電流。

在我們關(guān)于 SCR 和三端雙向可控硅開關(guān)的教程中

我們看到，在ON-OFF開關(guān)應(yīng)用中，這些器件可以由產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)柵極電流的簡(jiǎn)單電路觸發(fā)，如圖所示。

當(dāng)開關(guān)， S1 打開時(shí)，沒有門電流流過(guò)，燈泡“關(guān)閉”。當(dāng)開關(guān)S1閉合時(shí)，柵極電流I G 流動(dòng)且SCR僅在正半周期內(nèi)導(dǎo)通，因?yàn)樗谙笙蕈┲泄ぷ鳌?/p>

我們還記得，一旦門控“接通”，當(dāng)電源電壓降至一個(gè)值，使其陽(yáng)極電流 I A 時(shí)，SCR只會(huì)再次“關(guān)閉”。小于其保持電流的值， I H 。

如果我們希望控制燈電流的平均值，而不僅僅是切換在“接通”或“斷開”時(shí)，我們可以在預(yù)設(shè)的觸發(fā)點(diǎn)處施加短脈沖的柵極電流，以允許SCR的導(dǎo)通僅在半周期的一部分上發(fā)生。然后通過(guò)改變循環(huán)開始和觸發(fā)點(diǎn)之間的延遲時(shí)間 T 來(lái)改變燈電流的平均值。這種方法通常稱為“相位控制”。

但要實(shí)現(xiàn)相位控制，需要做兩件事。一種是可變相移電路（通常是RC無(wú)源電路），以及兩種形式的觸發(fā)電路或器件，當(dāng)延遲波形達(dá)到一定水平時(shí)，它可以產(chǎn)生所需的柵極脈沖。設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生這些柵極脈沖的一種這樣的固態(tài)半導(dǎo)體器件是Diac。

二極管構(gòu)造得像晶體管，但沒有基極連接，允許它連接到任一極性的電路。 Diac主要用作相位觸發(fā)和可變功率控制應(yīng)用中的觸發(fā)器件，因?yàn)閐iac有助于提供更尖銳和更即時(shí)的觸發(fā)脈沖（與穩(wěn)定上升的斜坡電壓相反），用于將主開關(guān)器件“接通” 。

diac符號(hào)和diac的電壓 - 電流特性曲線如下所示。

Diac符號(hào)和IV特性

從上面的diac IV特性曲線可以看出，diac阻斷了兩個(gè)方向上的電流流動(dòng)，直到施加的電壓大于 V BR ，此時(shí)發(fā)生器件擊穿，并且二極管以類似于齊納二極管的方式傳導(dǎo)突然的電壓脈沖。該 V BR 點(diǎn)稱為Diacs擊穿電壓或擊穿電壓。

在普通齊納二極管中，其兩端的電壓將保持恒定為電流增加。然而，在二極管中，晶體管動(dòng)作導(dǎo)致電壓隨著電流的增加而減小。一旦處于導(dǎo)通狀態(tài)，二極管的電阻下降到非常低的值，允許相對(duì)大的電流值流動(dòng)。對(duì)于最常用的二極管，例如ST2或DB3，它們的擊穿電壓通常在約±25至35伏的范圍內(nèi)。可提供更高的擊穿電壓額定值，例如DB4雙向電壓器的40伏特。

此動(dòng)作使diac具有如上所示的負(fù)電阻特性。由于雙向可控硅是對(duì)稱器件，因此它具有相同的正電壓和負(fù)電壓特性，正是這種負(fù)電阻作用使得Diac適合作為SCR或三端雙向可控硅開關(guān)的觸發(fā)裝置。

二極管應(yīng)用

如上所述，二極管通常用作其他半導(dǎo)體開關(guān)器件的固態(tài)觸發(fā)器件，主要是SCR和三端雙向可控硅開關(guān)元件。三端雙向可控硅開關(guān)廣泛應(yīng)用于燈調(diào)光器和電機(jī)速度控制器等應(yīng)用中，因此diac與三端雙向可控硅開關(guān)結(jié)合使用，可提供交流電源的全波控制，如圖所示。

Diac交流相位控制

隨著交流電源電壓在周期開始時(shí)增加，電容 C 通過(guò)固定電阻器 R1 和電位器 VR 1 的串聯(lián)組合充電，并且其板上的電壓增加。當(dāng)充電電壓達(dá)到雙向可控硅開關(guān)的擊穿電壓時(shí)（ST2約為30 V），二極管擊穿，電容器通過(guò)二極管放電。

放電產(chǎn)生突然的電流脈沖，發(fā)射三端雙向可控硅進(jìn)入傳導(dǎo)。觸發(fā)三端雙向可控硅開關(guān)的相位角可以使用 VR1 來(lái)改變，它控制電容器的充電速率。當(dāng)VR1處于最小值時(shí)，電阻R1將柵極電流限制在一個(gè)安全值。

一旦三端雙向可控硅開關(guān)導(dǎo)通，它就會(huì)通過(guò)流過(guò)它的負(fù)載電流保持在“ON”狀態(tài)。雖然電阻 - 電容組合兩端的電壓受三端雙向可控硅開關(guān)的“導(dǎo)通”電壓限制，但一直保持到交流電源的當(dāng)前半周期結(jié)束。

結(jié)束時(shí)半周期電源電壓降至零，將通過(guò)三端雙向可控硅開關(guān)的電流降低到低于其保持電流， I H 將其“關(guān)閉”，并且雙向交流開關(guān)停止導(dǎo)通。然后電源電壓進(jìn)入下一個(gè)半周期，電容器電壓再次開始上升（此時(shí)間方向相反），觸發(fā)三端雙向可控硅開關(guān)的周期再次重復(fù)。

三端雙向可控硅導(dǎo)通波形

然后我們看到Diac是一個(gè)非常有用的設(shè)備，可用于觸發(fā)三端雙向可控硅開關(guān)并且由于其負(fù)電阻特性，一旦達(dá)到某個(gè)施加的電壓電平，它就允許它快速“接通”。然而，這意味著每當(dāng)我們想要使用三端雙向可控硅開關(guān)進(jìn)行交流電源控制時(shí)，我們也需要一個(gè)單獨(dú)的雙向可控硅。對(duì)我們來(lái)說(shuō)幸運(yùn)的是，一些明亮的火花在一個(gè)地方用一個(gè)叫做Quadrac的開關(guān)設(shè)備取代了單個(gè)雙向觸發(fā)器和三端雙向可控硅開關(guān)。

Quadrac

Quadrac 基本上是在單個(gè)半導(dǎo)體封裝內(nèi)一起制造的 Diac 和 Triac ，因此也稱為“內(nèi)部觸發(fā)的三端雙向可控硅”。這一體化的雙向器件均采用主端電壓的極性進(jìn)行柵極控制，這意味著它可用于全波相位控制應(yīng)用，如加熱器控制，燈調(diào)光器和交流電機(jī)速度控制等。 / p>

像三端雙向可控硅開關(guān)一樣，quadracs是一個(gè)三端半導(dǎo)體開關(guān)器件，標(biāo)記為 MT2 ，用于主端子1（通常是陽(yáng)極）， MT1 用于主端子2（通常是陰極）和 G 用于柵極端子。

quadrac有多種封裝形式類型取決于它們的電壓和電流開關(guān)要求，TO-220封裝是最常見的，因?yàn)樗辉O(shè)計(jì)為大多數(shù)三端雙向可控硅器件的精確替代品。

Diac教程摘要

在這個(gè)diac教程中我們已經(jīng)看到，諸如ST2或DB3之類的雙向可控硅是一個(gè)雙端電壓阻斷器件，可以在任一方向上傳導(dǎo)。 Diacs具有負(fù)電阻特性，一旦達(dá)到一定的施加電壓電平，它們就可以快速切換到“ON”。

由于diac是雙向器件，當(dāng)與BTAxx-600A或IRT80系列切換配對(duì)時(shí)三端雙向可控硅使其可用作相位控制中的觸發(fā)裝置和一般交流電路，例如調(diào)光器和電機(jī)速度控制。

Quadracs只是具有內(nèi)部連接雙向交流的三端雙向可控硅。與三端雙向可控硅開關(guān)一樣，quadracs是雙向AC開關(guān)，可對(duì)主端子電壓的任一極性進(jìn)行門控。