Co to jest TRIAC?
TRIAC to element elektryczny, który ma dwa przewody używane do podłączenia prądu przemiennego (AC) i trzeci przewód używany do wyzwalania urządzenia. W przeciwieństwie do niektórych innych urządzeń, takich jak tranzystory i diody, TRIAC może przewodzić prąd w obu kierunkach między dwoma przewodami przewodzącymi. Część wyzwalająca urządzenia, zwana bramą, włącza lub wyłącza urządzenie w różnym stopniu. Korzystając z bramki w połączeniu z fazą prądu przemiennego, można ustawić TRIAC, aby przepuszczał tylko część sygnału prądu przemiennego, i często jest stosowany w urządzeniach takich jak przełączniki przyciemniania i regulatory prędkości silnika elektrycznego.
Słowo TRIAC, utworzone przez połączenie triody z prądem przemiennym, było pierwotnie nazwą handlową używaną przez General Electric w swojej wersji opartego na krzemie, sterowanego bramą, pełnofalowego przełącznika prądu przemiennego. Jednak od czasu pierwszej wersji słowo stało się ogólną nazwą wszystkich takich urządzeń. Mówiąc właściwie, urządzenia te nazywane są tyrystorami dwukierunkowymi lub dwustronnymi. Czasami urządzenie nazywa się po prostu tyrystorem, co jest wygodne, ale nie do końca dokładne, ponieważ urządzenie jest zasadniczo konfiguracją dwóch tyrystorów.
Tyrystor jest specjalistycznym urządzeniem półprzewodnikowym zwykle wykonanym z czterech stopionych ze sobą krzemu. Cztery pojedyncze warstwy krzemu poddaje się obróbce, tak aby miały naprzemienne ładunki elektryczne dodatnio-ujemnie-dodatnio-ujemnie lub PNPN. Każdy koniec warstw służy jako łącznik umożliwiający dostęp do tyrystora. Dodatni koniec to anoda urządzenia, a ujemny koniec to katoda. Połączenie bramkowe jest również wykonywane z dodatnio naładowaną warstwą umieszczoną pomiędzy dwiema ujemnie naładowanymi warstwami.
W warunkach statycznych naprzemienne warstwy ładunku są odporne na przepływ prądu elektrycznego przez tyrystor. Istnieje jednak ograniczenie ilości napięcia, któremu urządzenie może się oprzeć. Jeśli napięcie przyłożone do urządzenia przekroczy ten limit, urządzenie ulegnie efektowi zwanemu lawiną i zacznie przewodzić prąd elektryczny.
Aby kontrolować tyrystor, do jego bramki przykładane jest napięcie ujemne. To zmienia ładunek w warstwie dodatniej na bardziej ujemne nachylenie, które może wywołać lawinę. Zmieniając napięcie na bramce, punkt lawinowy tyrystora można zmieniać, umożliwiając urządzeniu przewodzenie prądu elektrycznego tylko przy określonym napięciu lub powyżej niego.
Sygnały prądu przemiennego stale zmieniają się od pełnego napięcia dodatniego w kierunku napięcia zerowego, a następnie w kierunku pełnego napięcia ujemnego, z powrotem w kierunku napięcia zerowego, a następnie ponownie w kierunku pełnego napięcia dodatniego. Oznacza to, że sygnał prądu przemiennego stale zmienia swój poziom napięcia. W rezultacie, zmieniając napięcie bramki tyrystora, procent napięcia prądu przemiennego, które może przechodzić przez urządzenie, można zmieniać i kontrolować.
Tyrystory mogą jednak przewodzić prąd elektryczny tylko w jednym kierunku, co blokuje połowę napięcia przemiennego w taki sam sposób, jak dioda. Aby wykorzystać pełne napięcie prądu przemiennego, TRIAC składa się z dwóch tyrystorów. Łącząc anodę jednego tyrystora z katodą drugiego na jednym końcu oraz pozostałą katodą i anodą na drugim końcu, oba urządzenia mogą przewodzić pojedyncze napięcie prądu przemiennego w obu kierunkach. Dwie bramki, również połączone ze sobą, pozwalają jednemu sygnałowi sterującemu na bramce sterować sygnałem AC przechodzącym przez TRIAC. W ten sposób TRIAC może dostarczyć dowolną pożądaną część napięcia prądu przemiennego do urządzenia, takiego jak silnik, i zmieniając napięcie bramki, zmieniając prędkość silnika.