معرفی ترایاک و دیاک

ترایاک BTA16 600V

معرفی ترایاک و دیاک

در این بخش از آموزش قصد داریم دو عنصر پر کاربرد و نا مفهوم از عناصر الکترونیک صنعتی را توضیح دهیم:

۱- دیاک ( DIAC ( Diode Alternating Current :

دیاک یک قطعه نیمه هادی چهار لایه است که دو پایه دارد. این قطعه در هر دو جهت تحریک می شود  و حالت روشن به خود می گیرد. لذا بزرگترین مزیت کاربرد آن در ولتاژ AC ، هدایت از هردو سوی این قطعه است.

در شکل زیر ساختمان کریستالی و نماد های دیاک را مشاهده می کنید.

۱

با مشاهده ی ساختمان کریستالی پی میبریم که دو انتهای کریستال ، دارای هردو دارای نیمه هادی N و P است. ساختمان کریستالی سمت راست معادل یک دیود چهار لایه به صورت PNPN و ساختمان کریستالی سمت چپ معادل یک دیود چهارلایه به صورت NPNP است. لذا می توان دیاک را معادل دو دیود چهار لایه به صورت شکل زیر در نظر گرفت.

۲

اگر مطابق شکل زیر پتانسیل A1 نسبت به A2 مثبت تر شود و ولتاژ بایاس به ولتاژ شکست دیاک برسد، دیود چهارلایه D1 روشن می شود و دیاک را به حالت هدایت ( روشن ) می برد.

۳

هم چنین اگر مطابق شکل زیر پتانسیل A1 نسبت به A2 منفی شود، دیود چهار لایه D2 روشن می شود و دیاک را روشن می کند.

۴

می توان معادل هر دیود چهار لایه PNPN را به صورت یک قفل ترانزیستوری در نظر گرفت و دیاک را معادل دو قفل ترانزیستوری به صورت شکل زیر نشان داد.

۵

 

مشخصه ولت آمپر دیاک :

در شکل زیر منحنی مشخصه ولت آمپر دیاک در بایاس موافق و مخالف نشان داده شده است. ولتاژ شکست دیاک بین ۳۰ الی ۴۰ ولت است.

۶

شکل ظاهری دیاک :

دیاک از نظر شکل ظاهری مانند دیود های معمولی استوانه ای است. در شکل زیر شکل ظاهری دیاک را مشاهده می کنید:

۷۸

 

 

۲- ترایاک  ( TRAIAK ( Triode Alternating Current :

ساختمان کریستالی ترایاک مانند دیاک است با این تفاوت که پایه سومی نیز به نام گیت دارد. نماد ترایاک همراه با نام پایه های آن  ساختمان کرستالی ترایاک در شکل های زیر مشاهده شده اند :

۹

مدار معادل ترایاک و نحوه تحریک آن :

اساسا می توان ترایاک را معادل دو SCR که به طور موازی و در جهت مخالف به هم وصل شده اند ، در نظر گرفت که گیت های آن به هم متصل هستند. شکل زیر ترایاک را معادل دو SCR نشان می دهد:

۱۰

منحنی مشخصه ی ولت آمپر ترایاک :

در شکل زیر منحنی مشخصه ولت امپر ترایاک رسم شده است. همان طور که مشاهده می شود ترایاک در هر دو جهت تحریک گشته و روشن می شود. البته با افزایش جریان گیت ، ولتاژ عبور از شکست کاهش می یابد و ترایاک زود تر روشن می شود. در صورتی  می توانیم ترایاک را روشن و خاموش کنیم که جریان عبوری از آن را کاهش دهیم و به مقدار کم تر از جریان نگهدارنده ( IH) برسانیم. در برگه مشخصات ترایاک ، معمولا ولتاژ تحریک گیت و جریان لازم گیت برای روشن شدن آن را می نویسد.

۱۱

کنترل فاز توسط ترایاک ( Control Phase ) :

ترایاک قادر است از طریق کنترل فاز سیگنال ورودی ، معدل توانی را که به بار می رساند، کنترل نماید، البته  ترایاک در هر دو نیم سیکل مثبت و منفی سیگنال ورودی تحریک شده و روشن می شود. به شکل زیر نگاه کنید. در لحظاتی از نیم سیکل مثبت سیگنال AC ورودی ، ترایاک قطع است سپس گیت ترایاک توسط پالس ، تحریک شده و ترایاک روشن می شود و جریان را از بار عبور می دهد. لحظه ای که ترایاک وصل می کند زاویه هدایت نام دارد.

۱۲

در نیم سیکل منفی ، عملکرد ترایاک شبیه نیم سیکل مثبت است. یک نمونه مدار کنترل فاز در شکل زیر رسم شده است.

۱۳

دیود های D1 و D2 برای تهیه سیگنال تحریک گیت به کار رفته اند. D1 در نیم سیکل مثبت هدایت می کند و مقاومت R1 زاویه روشن شدن ترایاک را تنظیم می نماید. در نیم سیکل مثبت A1 و گیت نسبت به A2 مثبت است.
در نیم سیکل منفی D1 قطع و D2 هدایت می کند و سیگنال تحریک به گیت ترایاک اعمال شده و ترایاک را روشن می کند. در نیم سیکل منفی A2 و گیت نسبت به A1 مثبت است. در مدار های کنترل فاز ، در انتهای هر نیم سیکل مثبت و منفی ترایاک خاموش می شود زیرا همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است ، در نزدیکی عبور سیگنال از صفر ، جریان عبوری از ترایاک از مقدار جریان نگهدارنده ( IH ) کمتر شده و ترایاک خاموش می شود.

۱۴

مدار کنترل فاز ( توان ) توسط دیاک و ترایاک

مدار کنترل فاز توسط دیاک و ترایاک در شکل زیر رسم شده است:

۱۵

در نیم سیکل مثبت خازن C از طریق مقاومت R شارژ می شود. وقتی ولتاژ شارژ خازن به اندازه ولتاژ شکست دیاک رسید ، دیاک وصل نموده و گیت ترایاک را تحریک می نماید و ترایاک روشن می شود و جریان از بار عبور می نماید. در طول نیم سیکل منفی سیگنال ورودی ، خازن در جهت منفی شارژ می شود و دیاک را وصل نموده و ترایاک را در مسیر معکوس روشن می نماید. شکل موج به دست آمده برای جریانی که از بار RL می گذرد ، در شکل نشان داده شده است.

با تغییر مقاومت R ، زاویه هدایت می تواند کنترل شود. به این صورت که با تغییر مقاومت R اختلاف فاز ولتاژ خازن با ولتاژ ورودی تغییر می کند و می تواند از صفر درجه تا ۹۰ در جه تغییر کند و به همین صورت زاویه هدایت کنترل شود.

منبع:میکرولرن(تمام مطالب گفته شده از میکرولرن می باشند)

حمزه پورنادری
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.