- Bouw van DIAC
- DIAC-karakteristieke curve
- DIAC-toepassingen
- Praktisch voorbeeld van DIAC
- De Quadrac-constructie
DIAC is een halfgeleiderapparaat met drie lagen en twee knooppunten. Het woord DIAC bestaat uit twee delen, DI en AC. De DI staat voor de diode (of twee. Zoals Di, Tri, Quad, Penta etc.) en AC staat voor wisselstroom. DIAC is de afkorting van de diode voor wisselstroom .
In de onderstaande afbeelding wordt het DIAC-symbool weergegeven.
De DIAC is een combinatie van twee parallel geschakelde diodes, een met voorwaartse voorspanning en de andere met een voorwaartse voorspanning ten opzichte van beide zijden. DIAC is een speciaal geconstrueerde diode, die stroom in beide richtingen laat passeren wanneer aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan.
Nog een interessant aspect van de DIAC is dat het, omdat hij geen specifieke stroomrichting heeft, als een bidirectioneel apparaat wordt beschouwd. DIAC heeft slechts twee anodepinnen en er zijn geen kathodepennen. Deze twee anodeterminals worden vaak aangeduid als Main Terminal 1 (MT1) en Main Terminal 2 (MT2).
Bouw van DIAC
DIAC-constructie volgt dezelfde regel als een typische transistorconstructie zonder de basisaansluiting. Zoals hierboven besproken, heeft de DIAC-constructie twee hoofdterminals, MT1 en MT2. De DIAC-constructie maakt gebruik van twee P-type materialen en drie N-type materialen zonder de poortterminal.
In de bovenstaande afbeelding worden drie N-type regio's weergegeven met de naam NA, NB en NC.
P-type regio's worden weergegeven als PA en PB. Als MT1-terminal positiever wordt dan MT2, zal de stroom in de richting van PA -> NB -> PB -> NC stromen. Wanneer de omgekeerde situatie zich voordoet, werd de MT2-terminal positiever dan de MT1 en zal de stroom in de richting van PB -> NB -> PA -> NA stromen.
Pas bij het bereiken van de doorslagspanning begint de DIAC de stroom te geleiden.
Tijdens de doorslagsituaties treedt er een plotselinge afname van de spanningsval op over de DIAC en zal de stroom hierdoor toenemen. Deze toestand wordt een negatief dynamisch weerstandsgebied genoemd. De geleiding gaat door totdat de stroom afneemt tot een bepaalde waarde die wordt genoemd als houdstroom. Onder deze houdstroom wordt de DIAC-weerstand hoog en zal deze in niet-geleidende toestand ingaan.
Omdat DIAC een bidirectioneel apparaat is, gebeurt dit voor beide richtingen van de stroom.
DIAC-karakteristieke curve
In de bovenstaande afbeelding wordt de feitelijke IV-karakteristiek van DIAC getoond. De curve lijkt op het Engelse woord Z. De DIAC blijft in de niet-geleidende toestand totdat de doorslagspanning is bereikt. De langzame curve voordat u naar de rechte lijn gaat, is te wijten aan de lekstroom. Nadat de doorslagspanning is bereikt, gaat de DIAC in de toestand met lage weerstand en wordt de stroom door de diode snel verhoogd, wat wordt weergegeven als een rechte lijn. Maar tijdens de stroomgeleidende toestand wordt de spanningsval over de diode verminderd, dus de lijn is niet perfect 90 graden.
DIAC-toepassingen
De DIAC is specifiek ontworpen om TRIAC of een SCR te activeren. Zoals hierboven besproken, gaat de DIAC in lawinegeleiding bij de doorschakelspanning. Hierdoor vertoont het apparaat negatieve weerstandskarakteristieken en neemt de spanningsval erover drastisch af, typisch tot ongeveer 5 volt. Dit creëert een stroomonderbreking die voldoende is om een TRIAC of een SCR in te schakelen of te activeren.
De DIAC is ook toepasbaar voor symmetrische triggertoepassingen, aangezien de DIAC in beide richtingen geleidt.
Nu is de belangrijkste vraag: waarom hebben we DIAC nodig om een TRIAC te activeren?
TRIAC vuurt niet symmetrisch en daarom triggert TRIAC niet hetzelfde poortspanningsniveau voor de ene polariteit als voor de andere. Dit leidt tot een ongewenst resultaat. Het asymmetrische afvuren resulteert in een stroomgolfvorm met een grotere verscheidenheid aan harmonische frequenties leidt tot onzekere mogelijkheden binnen het stroomcircuit. Om van deze situatie te herstellen en de harmonische inhoud in een voedingssysteem te verminderen, wordt DIAC in serie geplaatst met de poort van een TRIAC.
De basis DIAC-toepassing wordt getoond in de onderstaande afbeelding waar de DIAC wordt gebruikt als een triggerapparaat van de TRIAC.
De DIAC is in serie geschakeld met de poort van een TRIAC. De DIAC laat geen poortstroom toe totdat de triggerspanning in beide richtingen een bepaald herhaalbaar niveau heeft bereikt. In dit geval neigt het ontstekingspunt van de TRIAC van een halve cyclus naar de volgende halve cyclus meer consistent te zijn en vermindert het de totale harmonische inhoud van het systeem.
Praktisch voorbeeld van DIAC
Laten we eens kijken naar een praktisch circuit met DIAC. In het onderstaande circuit wordt een DIAC gebruikt om een LED te laten knipperen.
De constructie is vrij eenvoudig, het bestaat uit twee 1N4007 diodes, een 1000V 1A gelijkrichterdiode en een 47uF condensator met minimaal 300V rating. Voor de DIAC kunnen DB3, DB4 of NTE6408 worden gebruikt. Twee weerstanden van 20k en 100 Ohm (½ Watt) worden gebruikt samen met een blauwe kleur standaard LED, (3v)
Hier worden voor veiligheidsdoeleinden twee diodes gebruikt die wisselstroom omzetten in gelijkstroom. Condensator wordt snel opgeladen door de diodes, en zodra de opgeladen spanning de doorslagspanning van DIAC bereikt, begint deze te geleiden en gaat de LED aan. Na het inschakelen van de LED en terwijl de stroom door de DIAC gaat, neemt de spanningsval af en ontlaadt de condensatorster zich via de weerstand 20k.
De in- en uitschakeltijd van de LED kan worden geregeld door de condensatorwaarde te wijzigen.
In het onderstaande wordt de simulatie getoond in Proteus.
De Quadrac-constructie
Quadrac is een speciaal type thyristor dat DIAC en TRIAC in één pakket gebruikt. In dit apparaat wordt DIAC gebruikt om de TRIAC intern te activeren. Quadrac heeft een breed scala aan toepassingen zoals schakelen, temperatuurmodulatiecontrole, snelheidsregeling of verschillende dimmer-gerelateerde toepassingen.