トライアックとは？

トライアックは、交流（AC）を接続するために使用される2本のリード線と、デバイスをトリガーするために使用される3本目のリード線を持つ電気部品です。 トランジスタやダイオードなどの他のデバイスとは異なり、トライアックは2つの導電性リード間でどちらの方向にも電流を流すことができます。 ゲートと呼ばれるデバイスのトリガー部分は、デバイスをさまざまな程度にオンまたはオフにします。 ゲートを交流電流の位相と組み合わせて使用​​すると、トライアックを設定してAC信号の一部のみを通過させることができ、調光器スイッチや電気モーターの速度制御などのデバイスでよく使用されます。

トライアックという言葉は、三極管とACを組み合わせて作成されたもので、もともとはシリコンベースのゲート制御全波ACスイッチのバージョンでGeneral Electricが使用していた商品名でした。 ただし、最初のリリース以来、このようなすべてのデバイスの一般的な名前になっています。 適切な用語では、デバイスは双方向または双方向三極管サイリスタと呼ばれます。 デバイスは基本的に2つのサイリスタの構成であるため、デバイスは単にサイリスタと呼ばれることがあります。

サイリスタは、通常、4つのシリコン層が融合した特殊な半導体デバイスです。 シリコンの4つの個々の層は、正負負正負、またはPNPNの交互の電荷を持つように処理されます。 層の各端は、サイリスタにアクセスするためのコネクタとして機能します。 正の端はデバイスの陽極であり、負の端は陰極です。 ゲート接続は、2つの負に帯電した層の間に挟まれた正に帯電した層にも行われます。

静的条件下では、電荷の交互の層が抵抗し、サイリスタに電流が流れるようにします。 ただし、デバイスが耐えることができる電圧の量には制限があります。 デバイスに印加される電圧がその制限を超えると、デバイスは雪崩と呼ばれる効果に屈して、電流を流し始めます。

サイリスタを制御するために、負電圧がそのゲートに印加されます。 これにより、正の層の電荷がより負の傾きに変化し、雪崩を引き起こす可能性があります。 ゲートの電圧を変えることにより、サイリスタのなだれ点を変えることができ、デバイスが所定の電圧以上でのみ電流を流すことができます。

AC信号は、完全な正電圧からゼロ電圧に向かって、次に完全な負電圧に向かって、ゼロ電圧に向かって、そして再び完全な正電圧に向かって連続的に交互に変化します。 これは、AC信号の電圧レベルが常に変化していることを意味します。 その結果、サイリスタのゲート電圧を変えることにより、デバイスを通過できるAC電圧の割合を変えて制御することができます。

ただし、サイリスタは一方向にのみ電流を流すことができ、ダイオードと同じようにAC電圧の半分をブロックします。 完全なAC電圧を使用するために、トライアックは2つのサイリスタで構成されています。 一方のサイリスタのアノードを他方のカソードに接続し、もう一方のカソードとアノードをもう一方の端に接続することにより、2つのデバイスは両方向に単一のAC電圧を伝導できます。 相互接続された2つのゲートにより、1つの制御信号がトライアックを通過するAC信号を制御できます。 このようにして、トライアックはAC電圧の任意の部分をモーターなどのデバイスに供給し、ゲート電圧を変えることでモーターの速度を変えることができます。