Wat is een TRIAC?
Een TRIAC is een elektrische component met twee draden om een wisselstroom (AC) aan te sluiten en een derde draad om het apparaat te activeren. In tegenstelling tot sommige andere apparaten, zoals transistoren en diodes, kan een TRIAC stroom in beide richtingen geleiden tussen zijn twee geleidende leidingen. Het triggergedeelte van het apparaat, de poort genoemd, schakelt het apparaat in verschillende mate in of uit. Door de poort in combinatie met de fase van een wisselstroom te gebruiken, kan een TRIAC worden ingesteld om slechts een deel van een AC-signaal erdoorheen te laten gaan en wordt vaak gebruikt in apparaten zoals dimmers en snelheidsregelaars van elektrische motoren.
Het woord TRIAC, gecreëerd door het samenvoegen van triode met AC, was oorspronkelijk een handelsnaam die door General Electric werd gebruikt voor zijn versie van een op siliconen gebaseerde, poortgestuurde, full-wave wisselstroomschakelaar. Sinds de oorspronkelijke release is het woord echter de algemene naam voor al dergelijke apparaten geworden. In juiste bewoordingen worden de apparaten bidirectionele of bilaterale triode thyristors genoemd. Af en toe wordt het apparaat eenvoudig een thyristor genoemd, wat handig is, maar niet helemaal nauwkeurig, omdat het apparaat in wezen een configuratie van twee thyristors is.
Een thyristor is een gespecialiseerd halfgeleiderapparaat dat typisch bestaat uit vier lagen silicium die aan elkaar zijn gesmolten. De vier afzonderlijke lagen silicium worden behandeld zodat ze de afwisselende elektrische ladingen van positief-negatief-positief-negatief of PNPN bezitten. Elk uiteinde van de lagen dient als een connector voor toegang tot de thyristor. Het positieve uiteinde is de anode van het apparaat en het negatieve uiteinde de kathode. Er wordt ook een poortverbinding gemaakt met de positief geladen laag die is ingeklemd tussen de twee negatief geladen lagen.
Onder statische omstandigheden bieden de alternerende ladinglagen weerstand waardoor een elektrische stroom door de thyristor kan stromen. Er is echter een limiet aan de hoeveelheid spanning die het apparaat kan weerstaan. Als de spanning op het apparaat die limiet overschrijdt, bezwijkt het apparaat voor een effect dat een lawine wordt genoemd en begint het de elektrische stroom te geleiden.
Om de thyristor te besturen, wordt een negatieve spanning op zijn poort aangelegd. Dit verandert de lading in de positieve laag naar een meer negatieve neiging, wat een lawine kan veroorzaken. Door de spanning aan de poort te variëren, kan het lawinepunt van de thyristor worden gevarieerd, waardoor het apparaat alleen elektrische stroom kan geleiden bij of boven een vooraf bepaalde spanning.
AC-signalen wisselen continu van volledig positieve spanning naar nulspanning, vervolgens naar volledig negatieve spanning, terug naar nulspanning en weer terug naar volledige positieve spanning. Dit betekent dat een AC-signaal constant zijn spanningsniveau verandert. Als gevolg hiervan kan door het variëren van de poortspanning van een thyristor het percentage van de wisselspanning dat door het apparaat kan gaan, worden gevarieerd en geregeld.
Thyristoren kunnen echter slechts een elektrische stroom in één richting geleiden, die de helft van de wisselspanning blokkeert op dezelfde manier als een diode. Om de volledige wisselspanning te gebruiken, is een TRIAC opgebouwd uit twee thyristors. Door de anode van de ene thyristor te verbinden met de kathode van de andere aan het ene uiteinde, en de resterende kathode en anode aan het andere uiteinde, kunnen de twee apparaten een enkele wisselspanning in beide richtingen geleiden. De twee poorten, ook onderling verbonden, laten één stuursignaal aan de poort toe om een AC-signaal te besturen dat door de TRIAC gaat. Op deze manier kan een TRIAC elk gewenst deel van een wisselspanning leveren aan een apparaat, zoals een motor, en door de poortspanning te variëren, de snelheid van de motor variëren.