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DIAC:Konstruktion, Betrieb und Anwendungen

Es ist üblich, den DIAC in Anwendungen wie der universellen Motordrehzahlsteuerung, dem AC-Lampendimmer usw. zu finden. Und das liegt daran, dass der Halbleiter hilft, den Strom zu steuern, bis er unter den Haltestrompegel der Geräte fällt.

Somit tritt der DIAC nicht in einen niedrigen Strompegel ein. Wenn es in die Leitung eintritt, verringert sich die Spannung etwas pro Anstieg des Stroms. Dieser Halbleiter gehört zweifellos zur Familie der Thyristoren, ist aber eher ein bidirektionaler Weitbereichsauslöser.

Möchten Sie mehr über DIACs erfahren? Bleiben Sie dann dabei, denn wir führen Sie durch die Grundlagen wie die Ebenenstruktur, Funktionsweise usw.

An die Arbeit!

Was ist DIAC?

DIAC ist ein Akronym, das für Diode for Alternating Current steht. Und das Festkörpergerät verfügt über Halbleiter mit zwei Übergängen und drei Schichten.

Auf den ersten Blick könnte man den Aufbau des DIAC mit einem Transistor verwechseln. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass ersterer keinen Anschluss an der Basisschicht hat. Daher ist es ein Gerät mit zwei Anschlüssen (A1 &A2).

Der DIAC bietet keine Verstärkung; stattdessen verhält es sich wie eine bidirektionale Schaltdiode. Außerdem kommt der DIAC-Gleichstrom von jeder Polarität einer geeigneten Wechselspannungsversorgung.

Darüber hinaus ist der DIAC in verschiedenen Gehäusen erhältlich, wie z. B. oberflächenmontierte Gehäuse, große Gehäuse in Kombination mit Chassis, kleine bedrahtete Gehäuse usw.

Was ist das Symbol von DIAC?

Sie können den DIAC mit zwei parallel geschalteten Dioden darstellen. Aber die Dioden sollten einander gegenüberliegen. Außerdem verfügt das Gerät über zwei Anschlüsse (Anode 1 und Anode 2).

DIAC-Symbol

Quelle:Wikimedia Commons

Zusätzlich können Sie die Hauptterminals auch mit MT bezeichnen. Außerdem sind die Flughäfen wie Kondensatoren reversibel, da sie bidirektional sind. Außerdem hat der DIAC keinen Gate-Anschluss.

DIAC-Konstruktion

Wie bereits erwähnt, ähnelt der DIAC-Aufbau dem Transistor. Aber es fällt auf, weil es keinen Basisanschluss hat. Außerdem sind die drei Schichten des DIAC gleich stark dotiert. Außerdem bietet es symmetrische Schalteigenschaften – in den Polaritäten der angelegten Spannung.

DIAC NPN-Konstruktion

Quelle:Wikimedia Commons

Allerdings kombinieren die Halbleiterschichten, die nahe an den Anschlüssen liegen, negative und positive Schichten. Wenn Sie also Spannung an die Flughäfen des Geräts weitergeben, wird die Schicht mit der spezifischen Polarität für die Spannung aktiviert. Und die Verschmelzung beider Polaritäten unterstützt den bidirektionalen Betrieb des DIAC.

DIAC-Betrieb

Wenn das A1- oder MT1-Terminal positiv ist, wird es die P1-Schicht in der Nähe des MT1-Flughafens aktivieren. Daher erfolgt die Leitung in einer bestimmten Reihenfolge:P1-N2-P2-N3.

Das heißt, in dem Moment, in dem sich der Strom von MT1 nach MT2 bewegt, wird der Übergang zwischen P2-N3 in Sperrrichtung vorgespannt. Außerdem wird die zweite Verbindungsstelle zwischen P1-N2 in Durchlassrichtung vorgespannt.

Wenn wir einen positiven MT2-Anschluss haben, wird auf die gleiche Weise die P2-Schicht aktiviert, die sich in der Nähe des zweiten Anschlusses (MT2) befindet. Daher erfolgt die Leitung in dieser Reihenfolge:P2-N2-P1-N1.

Wenn sich der Strom also von MT2 nach MT1 bewegt, ist der Übergang zwischen N2-P1 in Sperrrichtung vorgespannt. Aber die Verbindungen zwischen P1-N1 und P2-N2 sind vorwärtsbegrenzt. Somit erfolgt eine Leitung in beide Richtungen.

Was sind die V-I-Eigenschaften von DIAC?

Da der DIAC Spannung sowohl in negativer als auch in positiver Polarität führt, liegt die Kurve auf zwei Quadranten (erster und dritter). Daher bildet die V-I-Kennlinie eine Z-Form.

Der erste Quadrant zeigt jedoch den positiven Halbzyklus an, in dem sich der Strom von MT1 zu MT2 bewegt. Andererseits zeigt der zweite Quadrant das Gegenteil – den negativen Halbzyklus, in dem die jüngsten Aktivitäten von MT2 zu MT1 liegen.

Zunächst ist der Widerstand des DIAC aufgrund des Sperrspannungsübergangs zwischen den Schichten tendenziell höher. Folglich fließt ein kleiner Leckstrom durch den DIAC. Diesen Bereich können Sie als Sperrzustand in der Kurve bezeichnen.

Auch wenn die angelegte Spannung die Durchbruchspannung erreicht, nimmt der Widerstand des DIAC stark ab. Wenn dies geschieht, beginnt die Leitung und führt zu einem sofortigen Abfall der Spannung – während der Strom ansteigt (Leitungszustand).

DIAC-Diagramm

Quelle:Wikimedia Commons

Außerdem ist es normal, dass die meisten DIACs eine Durchbruchspannung von etwa 30 V erfahren. Die spezifische Durchbruchspannung hängt jedoch vom verwendeten Gerätetyp ab.

Der DIAC bleibt also in der negativen Halbwelle (Leitungszustand), bis der Strom einen bestimmten Wert erreicht (Haltestrom). Der Haltestrom bezieht sich auf den Mindeststrom, den das Gerät benötigt, um im EIN-Zustand zu bleiben.

Wie verwenden Sie einen DIAC?

Meistens können Sie den DIAC mit den TRIAC-Schaltungen verwenden. Und das liegt an den Mängeln des TRIAC. Das heißt, der TRIAC hat einen kleinen Unterschied zwischen den beiden Hälften des Geräts. Daher löst das Gerät einen Stromkreis nicht symmetrisch aus.

Aufgrund der unsymmetrischen Zündung des TRIAC erzeugt die Wellenform den Ausgang mit unerwünschten Oberwellen.

Je unsymmetrischer also die Wellenform ist, desto höher sind die Harmonischen. Daher ist der beste Weg, eine symmetrische Wellenform in beiden Zyklen zu haben, den DIAC in Reihe mit dem Gate des TRIAC zu schalten.

Außerdem hilft der DIAC, den Fluss des Gate-Stroms zu vermeiden, bis die angelegte Spannung in irgendeiner Richtung einen bestimmten Pegel erreicht. Dadurch wird der Zündpunkt des TRIAC in beide Richtungen gleichmäßiger.

DIAC-Anwendung

Da der DIAC hauptsächlich ein Triggergerät ist, finden Sie ihn in Anwendungen wie:

So funktioniert es in diesen Schaltkreisen:

DIAC-Schaltplan

Quelle:Wikimedia Commons

Lichtdimmerschaltung

Erstens können Sie die variable Gate-Spannung erhalten, indem Sie eine RC-Anordnung am Gate-Anschluss des TRIAC vornehmen. Wenn das Gerät dann abschaltet, wird der Spannungsanstieg durch das Reihennetzwerk (R4-C1) über dem TRIAC begrenzt.

Wenn Sie also die Eingangsspannung an die Schaltung anlegen, bestimmt der Widerstand R2 die Laderate von C1 und C2. Außerdem löst der DIAC aus und leitet, wenn die Spannung an C3 die Kippspannung des DIAC übersteigt.

Zusätzlich beginnt sich der Kondensator C3 über den leitenden DIAC in das Gate des TRIAC zu entladen. Wenn also der TRIAC eingeschaltet wird, leitet er Strom zur Lampe. Außerdem variiert die Laderate des Kondensators durch Ändern des Widerstands R2.

Folglich löst die Spannung am TRIAC sowohl negative als auch positive Zyklen des gesteuerten Eingangs aus. Insgesamt hilft der DIAC, die der Lampe zugeführte Leistung zu regulieren.

Heizungssteuerkreis

Mit dem DIAC hier hat die Heizung eine reibungslose Kontrolle über ihre Wärme. Verbinden Sie zuerst den LC mit dem TRIAC, um die Spannungsanstiegsrate zu verringern, wenn der TRIAC ausgeschaltet ist.

Dann können Sie die Halbwelle (negativ und positiv) der Eingangsspannung der Heizung regulieren, indem Sie den Widerstand R2 ändern. Sie können also verschiedene R2-Positionen reibungslos steuern, indem Sie R4 diagonal zum DIAC legen.

Unterschied zwischen DIAC und TRIAC

DIAC TRIAC
1. Es hat zwei Anschlüsse (MT1 und MT2) Es hat drei Terminals (MT1, MT2 und Gate)
2. Das bidirektionale Gerät ermöglicht einen Stromfluss in zwei Richtungen – wenn die Querspannung die Kippspannung erreicht. Der TRIAC ist auch ein bidirektionales Gerät, das es dem Strom ermöglicht, sich zu bewegen, wenn Sie sein Gate auslösen.
3. Dieses Gerät hat eine geringere Belastbarkeit. TRIAC hat eine höhere Belastbarkeit
4. DIAC scheint eine Kombination aus zwei antiparallel geschalteten Dioden zu sein. Auf der anderen Seite verbindet TRIAC zwei SCRs invers parallel – und die Gate-Anschlüsse jedes SCR bilden das GATE des TRIACs.
5. DIAC zeigt negative Widerstandsmerkmale. TRIACs weisen keine negativen Widerstandseigenschaften auf – deshalb finden sie viele Anwendungen in Wechselstromkreisen.
6. Wenn Sie an seine beiden Anschlüsse eine Spannung anlegen, die gleich oder größer als die Kippspannung ist, löst der DIAC aus. Sie können den TRIAC auslösen, indem Sie eine Spannung (negativ oder positiv) am Gate-Anschluss anlegen.

Vor- und Nachteile von DIAC

Vorteile

Nachteile

Schlussworte

Der DIAC ist ein leistungsstarkes Gerät, das in einigen Anwendungen Spannung auslöst und leitet. Und das alles dank seiner symmetrischen Schalteigenschaften. Aber es arbeitet zusammen mit dem TRIAC, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Planen Sie also, DIACs für Ihr nächstes Projekt zu verwenden? Oder haben Sie Fragen zur effektiven Nutzung des Geräts? Bitte zögern Sie nicht uns zu kontaktieren.


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