Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қатты күйдегі жартылай өткізгіш құрылғы
Solid state semiconductor device
TRIAC (ауыспалы ток үшін триод; сондай-ақ екі бағытты триодты тиристор немесе екі жақты триодты тиристор) – қозылған кезде екі бағытта да ток өткізетін үш терминалды электрондық компонент. TRIAC термині – бұл жалпылама қолданылатын тауар белгісі. TRIAC – тиристорлардың (релеге ұқсас, кішкентай кернеу мен ток үлкен кернеу мен токты басқара алады) бір түрі және кремниймен басқарылатын түзетушілерге (SCR) жақын. TRIAC-тер SCR-лерден ток ағынын екі бағытта жүргізе білуімен ерекшеленеді, ал SCR тек бір бағытта ток өткізе алады. Көптеген TRIAC-терді шлюзге оң немесе теріс кернеу қосып қосуға болады (SCR оң кернеуді қажет етеді). Қосылғаннан кейін SCR және TRIAC ток өткізуді жалғастырады, тіпті шлюз тогы тоқтаған күнде де, негізгі ток «күту тогы» деп аталатын белгілі бір деңгейден төмен түспейінше. Гейтты өшіру тиристоры (GTO) TRIAC-ке ұқсас, бірақ шлюз сигналы тоқтағанда өшіріліп, басқару мүмкіндігін арттырады. TRIAC-тің екі бағытты болуы оны айнымалы ток (AC) үшін ыңғайлы қосқышқа айналдырады. Сонымен қатар, негізгі тізбектегі АЖ-ның бақыланатын фазалық бұрышында триггерді қолдану жүктемеге ағызатын орташа токты басқаруға мүмкіндік береді (фазалық басқару). Бұл әдетте универсалды қозғалтқыштың жылдамдығын басқару, шамдарды димдеу және электр жылытқыштарын басқару үшін қолданылады. TRIAC – биполярлы құрылғы.
A TRIAC (triode for alternating current; also bidirectional triode thyristor or bilateral triode thyristor) is a three terminal electronic component that conducts current in either direction when triggered. The term TRIAC is a genericised trademark. TRIACs are a subset of thyristors (analogous to a relay in that a small voltage and current can control a much larger voltage and current) and are related to silicon controlled rectifiers (SCRs). TRIACs differ from SCRs in that they allow current flow in both directions, whereas an SCR can only conduct current in a single direction. Most TRIACs can be triggered by applying either a positive or negative voltage to the gate (an SCR requires a positive voltage). Once triggered, SCRs and TRIACs continue to conduct, even if the gate current ceases, until the main current drops below a certain level called the holding current. Gate turn off thyristors (GTOs) are similar to TRIACs but provide more control by turning off when the gate signal ceases. The bidirectionality of TRIACs makes them convenient switches for alternating current (AC). In addition, applying a trigger at a controlled phase angle of the AC in the main circuit allows control of the average current flowing into a load (phase control). This is commonly used for controlling the speed of a universal motor, dimming lamps, and controlling electric heaters. TRIACs are Bipolar devices.
Операция
TRIAC-тің жұмыс принципін түсіну үшін, MT1-ге шаққанда шлюз және MT2 кернеулерінің төрт мүмкін комбинациясындағы осы құрылғының іске қосылуын қарастырайық. Осы төрт жеке жағдай (квадранттар) 1-суретте бейнеленген. Бас терминал 1 (MT1) және Бас терминал 2 (MT2) сәйкесінше анод 1 (A1) және анод 2 (A2) деп те аталады.
To understand how TRIACs work, consider the triggering in each of the four possible combinations of gate and MT2 voltages with respect to MT1. The four separate cases (quadrants) are illustrated in Figure 1. Main Terminal 1 (MT1) and Main Terminal (MT2) are also referred to as Anode 1 (A1) and Anode 2 (A2) respectively.
2-квадрант
Квадрант 2 жұмысы қақпа теріс және MT2, MT1-ге қатысты оң болған кезде жүзеге асырылады. 1-сурет.
Quadrant 2 operation occurs when the gate is negative and MT2 is positive with respect to MT1. Figure 1
5-сурет іске қосу процесін көрсетеді. Құрылғы үш рет қосылады және MT1 тогы қақпаның астындағы p-n торабы арқылы қақпаға ағумен басталады. Бұл NPN транзисторы мен PNP транзисторынан тұратын, катоды ретінде қақпасы бар құрылымды қосады (бұл құрылымның қосылуы суретте "1" деп белгіленген). Қақпаға ағымның артуымен қақпаның астындағы p кремнийдің сол жағындағы потенциал MT1-ге қарай көтеріледі, себебі қақпа мен MT2 арасындағы потенциал айырмасы төмендеуге бейім: бұл p кремнийдің сол және оң жақтары арасында тоқ құрады (суретте "2" деп белгіленген), бұл өз кезегінде MT1 терминалының астындағы NPN транзисторын қосады және нәтижесінде MT2 мен жоғарғы p кремнийдің оң жағы арасындағы pnp транзисторын да қосады. Осылайша, тоқтың басым бөлігімен өтетін құрылым I квадрант жұмысымен бірдей ("3" 5-суретте). Мұндай резисторлар қате dv/dt іске қосудан сақтайды. Бұл TRIAC-ті мультиметрмен сынау кезінде қақпаның диодтық сипаттағы мінез-құлқын жасырады. Деректер парақтарында статикалық dv/dt әдетте көрсетіледі және, жоғарыда айтылғандай, TRIAC-тің қақпаға ешқандай ток қолданбастан, кернеудің жоғары жылдамдығынан кейін өшірілген күйден қосылуға бейімділігімен байланысты.
Figure 5 shows the triggering process. The turn on of the device is three fold and starts when the current from MT1 flows into the gate through the p n junction under the gate. This switches on a structure composed by an NPN transistor and a PNP transistor, which has the gate as cathode (the turn on of this structure is indicated by "1" in the figure). As current into the gate increases, the potential of the left side of the p silicon under the gate rises towards MT1, since the difference in potential between the gate and MT2 tends to lower: this establishes a current between the left side and the right side of the p silicon (indicated by "2" in the figure), which in turn switches on the NPN transistor under the MT1 terminal and as a consequence also the pnp transistor between MT2 and the right side of the upper p silicon. So, in the end, the structure which is crossed by the major portion of the current is the same as quadrant I operation ("3" in Figure 5). already have such a resistor built in to safeguard against spurious dv/dt triggering. This will mask the gate's supposed diode type behaviour when testing a TRIAC with a multimeter. In datasheets, the static dv/dt is usually indicated as and, as mentioned before, is in relation to the tendency of a TRIAC to turn on from the off state after a large voltage rate of rise even without applying any current in the gate.
Критикалық күн/күн
Құрылғы қосылған кезде MT1 және MT2 арасындағы токтың жоғары жылдамдығымен өсуі (кез келген бағытта) импульстың ұзақтығы өте қысқа болса да, TRIAC-тің зақымдануына немесе толығымен істен шығуына әкелуі мүмкін. Бұл себебі, коммутация кезінде қуаттың таралуы құрылғы бойынша біркелкі болмайды. Қосылған кезде, құрылғы тоқ өткізуді аяқтамас бұрын, тоқтың бүкіл қосылысқа таралуын бастайды. Әдетте, құрылғы сыртқы тізбектерден келген тоқты бірнеше наносекунд немесе микросекундтан кейін өткізе бастайды, бірақ бүкіл қосылыстың толыққанды қосылуына көбірек уақыт керек. Сондықтан, токтың тым жылдам өсуі TRIAC-тің қайтымсыз зақымдануына себеп болатын жергілікті қызып кету ошақтарын тудыруы мүмкін. Техникалық сипаттамаларда бұл параметр әдетте микросекундына ондаған ампер ретінде көрсетіледі.
A high rate of rise of the current between MT1 and MT2 (in either direction) when the device is turning on can damage or destroy the TRIAC even if the pulse duration is very short. The reason is that during the commutation, the power dissipation is not uniformly distributed across the device. When switching on, the device starts to conduct current before the conduction finishes to spread across the entire junction. The device typically starts to conduct the current imposed by the external circuitry after some nanoseconds or microseconds but the complete switch on of the whole junction takes a much longer time, so too swift a current rise may cause local hot spots that can permanently damage the TRIAC. In datasheets, this parameter is usually indicated as and is typically in the order of the tens of ampere per microsecond.
Үлгі деректер
Кейбір типтік TRIAC сипаттамалары
Айнымалы атауы Параметр Типик мәні Бірлік
Қақпасының шекті кернеуі 0.7–1.5 В
Қақпасының шекті тогы 5–50 мА
Қайталанатын ең жоғары кернеу (жабық күйде) алға 600–800 В
Қайталанатын ең жоғары кернеу (жабық күйде) кері 600–800 В
Жалпы ток (қосулы күйде) 4–40 А
Қосулы күйдегі ток, қайталанбайтын ең жоғары мәні 100–270 А
Қосулы күйдегі алға бағытталған кернеу 1.5 В
+ Some typical TRIAC specifications Variable name Parameter Typical value Unit Gate threshold voltage 0.7–1.5 V Gate threshold current 5–50 mA Repetitive peak off state forward voltage 600–800 V Repetitive peak off state reverse voltage 600–800 V RMS on state current 4–40 A On state current, non repetitive peak 100–270 A On state forward voltage 1.5 V
Жоғары коммутациялы (екі және үш квадрантты) TRIAC
Үш квадранттық TRIAC құрылғылары тек 1-ден 3-квадранттар аралығында ғана жұмыс істейді және 4-квадрантта іске қосылмайды. Бұл құрылғылар коммутацияны жақсарту үшін арнайы жасалған және көбінесе снубберлік схемасыз-ақ реактивті жүктемелерді басқара алады. Осы типтегі алғашқы TRIAC-терді Thomson Semiconductors (қазір ST Microelectronics) "Alternistor" деген атпен сатқан. Кейінірек шыққандары "Snubberless" және "ACS" (AC Switch, бірақ бұл типте қақпа буфері де бар, ол I квадрантта жұмыс істеуге кедерес келтіреді) сауда белгілерімен сатылады. Littelfuse де "Alternistor" атауын пайдаланады. Philips Semiconductors (қазір NXP Semiconductors) "Hi Com" (Жоғары коммутация) сауда белгісін ойлап тапты. Көбінесе бұл TRIAC-тер логикалық деңгейдегі компоненттермен тікелей басқарылатын кішкентай қақпа тогымен жұмыс істей алады.
Three quadrant TRIACs only operate in quadrants 1 through 3 and cannot be triggered in quadrant 4. These devices are made specifically for improved commutation and can often control reactive loads without the use of a snubber circuit. The first TRIACs of this type were marketed by Thomson Semiconductors (now ST Microelectronics) under the name "Alternistor". Later versions are sold under the trademark "Snubberless" and "ACS" (AC Switch, though this type also incorporates a gate buffer, which further precludes Quadrant I operation). Littelfuse also uses the name "Alternistor". Philips Semiconductors (now NXP Semiconductors) originated the trademark "Hi Com" (High Commutation). Often these TRIACs can operate with smaller gate current to be directly driven by logic level components.