مطالب تخصصی و فوق تخصصی (برق _الکترونیک) و (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)

_ بخش شناخت از دیود ترایاک(TRIAC)

عملکرد دیودترایاک (TRIAC) در مدار (تریگر_کنترل فاز)

نکته : ترایاک را می‌توان دو تریستور مکمل (که یکی توسط آند و دیگری توسط کاتد تریگر می‌شود)مدل کرد.

دیود ترایاک(TRIAC) قطعه‌ای الکترونیکی است که در صورت فعال‌شدن (تریگر) می‌تواند جریان الکتریکی را در هر دو جهت از خود عبور دهد. ترایاک عملکردی مانند تریستور اما بصورت دو طرفه دارد. ترایاک را می‌توان دو تریستور مکمل (که یکی توسط آند و دیگری توسط کاتد تریگر می‌شود) مدل کرد که بصورت موازی اما در جهت برعکس به هم متصل شده‌اند و گیت آنها نیز به یکدیگر متصل شده است.

ترایاک می‌ تواند با ولتاژ مثبت یا منفی که به پایهٔ گیت آن اعمال میشود، تریگر شود. یا یک پالس فعال‌ سازی به پایهٔ گیت، ترایاک به شرایط هدایت می‌رود و تا زمانی که جریان عبوری از حد مشخصی پایین‌ تر نیاید در همان شرایط باقی می‌ ماند. این جریان مرزی را جریان نگهدارنده می‌ گویند. این اتفاق می‌تواند در انتهای هر نیم سیکل از یک جریان متناوب (مانند برق شهر) رخ دهد. این خاصیت باعث شده است که ترایاک یک سوئیچ پراستفاده در مدارات AC شود که می‌توان با آن جریانهای الکتریکی بسیار بالا را توسط یک جریان ضعیف کنترل کرد.

در ساختمان داخلی ترایاک از شش قطعه نیمه‌‌هادی نوع‌‌ان‌و پی استفاده شده است. ترایاک برخلاف تریستور، یک سوئیچ دوطرفه است به این صورت که می‌تواند جریان را از هر دو طرف خود عبور دهد. همچنین ترایاک مانند تریستور سه پایه دارد.

در واقع می‌توان گفت ترایاک معادل دو تریستور موازی است که به صورت وارونه بر هم نصب شده اند، به همین دلیل است که ترایاکTriac ، تریستور دوجهته یا bi-directional thyristor نیز نامیده می‌شود. بررسی شمای سمبولیک، مدار معادل که در آن موازی بودن دو تریستور کاملا مشخص است، و مشخصه‌ی "ولت-آمپر" ترایاک و روش‌های روشن کردن آن نیز متفاوت در مدار (تریگر) و کنترل فاز میباشد. این قطعه مانند دیاک در مدار فاز میباشد، با این تفاوت که به آن یک گیت اضافه شده است. بویسیله‌‌‌ای این قطعه میتوان، ولتاژ را از هر دو طرف کنترل کرد (پلاریته‌ی ولتاژ ورودی مهم نیست)

_ بخش شناخت از دیود ترایاک(TRIAC)

بزرگترین مزیتی که ( دیود ترایاک TRIAC) نسبت بهیکسو کننده کنترل شده سیلیکونی دارد.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نوع دیگری از دستگاه‌های نیمه‌هادی به نام "سوئیچ AC Triode" یا به اختصار Triac نیز وجود دارد که یکی از اعضای خانواده تریستور است که می‌تواند به عنوان یک دستگاه سوئیچینگ قدرت حالت جامد استفاده شود. اما بزرگترین مزیتی که تریاک نسبت بهیکسو کننده کنترل شده سیلیکونی (SCR) دارد این است که یک دستگاه سوئیچینگ "دو جهته" است.

به عبارت دیگر، یک تریاک می‌تواند با هر دو ولتاژ مثبت و منفی اعمال شده به آند آن و با اعمال پالس‌های مثبت و منفی به ترمینال گیت آن را به سمت هدایت هدایت کند و آن را به یک دستگاه کنترل شده سوئیچینگ دو ربع تبدیل کند. یک ترایاک درست مانند دو تریستور معمولی که به صورت موازی معکوس (پشت به پشت) به یکدیگر متصل شده اند، رفتار می‌کند و به دلیل این ترتیب، دو تریستور یک ترمینال دروازه مشترک همه در یک بسته سه ترمینال واحد دارند.

از آنجایی که در هر دو جهت شکل موج سینوسی هدایت می‌شود، مفهوم ترمینال آند و پایانه کاتدی که برای شناسایی پایانه‌‌های برق اصلی یک تریستور استفاده می‌ شود با شناسه‌‌های: MT 1 ، برای ترمینال اصلی 1 و MT 2 برای ترمینال اصلی 2 با ترمینال Gate که به آن ارجاع داده می‌ شود، جایگزین می‌ شوند. در اکثر کاربرد‌های سوئیچینگ AC، ترمینال گیت تریاک با ترمینال MT 1 مرتبط است.

آز دیود ترایاک TRIAC در مدارهایی با ویژگی سوئیچینگ "یک طرفه"

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : یک Triac می‌تواند توسط هر دو ولتاژ مثبت و منفی که بر روی آند آن اعمال می‌شود و با هر دو پالس ماشه مثبت و منفی که روی ترمینال Gate آن اعمال شده است ، مجدداً هدایت شود و آن را به یک دستگاه چهار سوئیچ گیت تبدیل کند.

می‌توان از تریستور‌ها برای کنترل لامپ‌ها ، موتورها یا مدارات استفاده کرد. که جریان را فقط از یک جهت ، از آند به کاتد عبور می‌دهد . برای مدارهای سوئیچینگ DC این ویژگی سوئیچینگ "یک طرفه" ممکن است قابل قبول باشد زیرا یک بار باعث می‌شود که تمام توان DC مستقیماً به بار تحویل داده شود. اما در مدارهای سوئیچینگ AC سینوسی ، این تعویض یک طرفه ممکن است مشکلی ایجاد کند زیرا تنها در طول نیمی‌از چرخه (مانند یک یکسو کننده نیم موج) انجام می‌شود وقتی که آند صرف نظر از کاری که سیگنال گیت انجام می‌دهد مثبت است. سپس برای عملکرد AC فقط نیمی‌از نیرو توسط یک تریستور به بار تحویل داده می‌شود. یک Triac دقیقاً مانند دو تریستور معمولی که به طور هم زمان معکوس (پشت به پشت) با همدیگر احاطه شده اند ، رفتار می‌کند و به دلیل این ترتیب ، دو تریستور یک ترمینال دروازه مشترک را با هم در یک بسته سه ترمینال واحد به اشتراک می‌گذارند.

ا ز آنجا که یک ترایاک در هر دو جهت از یک موج موج سینوسی انجام می‌شود ، مفهوم ترمینال آندود و یک ترمینال Cathode که برای شناسایی ترمینال‌های اصلی قدرت یک تریستور استفاده می‌شود با شناسایی‌های جایگزین می‌شوند. در اکثر برنامه‌های تعویض AC ، ترمینال دروازه triac با ترمینال مشترک ، مشابه رابطه دروازه-کاتد تریستور یا رابطه پایه-امیتر ترانزیستور همراه است.

ا ز آنجا که یک ترایاک در هر دو جهت از یک موج موج سینوسی انجام می‌شود ، مفهوم ترمینال آندود و یک ترمینال Cathode که برای شناسایی ترمینال‌های اصلی قدرت یک تریستور استفاده می‌شود با شناسایی‌های جایگزین می‌شوند. در اکثر برنامه‌های تعویض AC ، ترمینال دروازه triac با ترمینال مشترک ، مشابه رابطه دروازه-کاتد تریستور یا رابطه پایه-امیتر ترانزیستور همراه است. Triac یک مبدل AC سه پایه است که متفاوت از سایر مبدل‌های سیلیکونی کنترل شده میباشد. این یک دستگاه نیمه‌هادی دو طرفه، چهار لایه است که قدرت AC را کنترل می‌کند. ترایاک تا حداکثر قدرت ۱۶ کیلو وات در بازار موجود است. دیود ترایــاک عنصری مانند SCR اســت ، با این تفاوت که در مدار می‌تواند ولتاژ را در هر دو نیم ســیکل مثبت و منفی برش دهد و روی هر دو نیم ســیکل مثبت و منفی کنترل داشــته باشد.

نکته مهم _ برای روشــن کردن ترایاک در مدار اِلکتریکی ، نیــاز به رعایت قطب‌های ولتاژ نیســت . یعنی در هر شــرایطی ترایــاک را می‌توان روشن کرد.

عملکرد ترایاک مانند دو عدد تریستوری است که با یکدیگر به صورت موازی و معکوس بسته شده اند . در عمل اگر هدف کنترل ولتاژ در نیم سیکل‌های مثبت و منفی باشــد ، می‌توانیم از دو عدد تریستور که به طور موازی و معکوس بسته شده اند استفاده کنیم ، این روش در توان‌های خیلی زیاد به کار می‌رود. برای روشــن کردن ترایاک ، نیــاز به رعایت قطب‌های ولتاژ نیســت . یعنی در هر شــرایطی ترایــاک را می‌توان روشن کرد .این امر ضریب اطمینان روشن شدن ترایاک را کاهــش می‌دهد، از این رو این قطعه در مدار‌هایی که زیاد حساس نیستند اســتفاده می‌شود. ترایاک با آمپر‌های بسیار بالا نیز ساخته می‌شود.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک