تفاوت بین دیاک و ترایاک

تنظیم و کنترل توان عرضه شده به یک بار به منظور کاهش هدر رفتن انرژی و استفاده بهینه از انرژی بسیارمهم‌است. برق و الکترونیک نقش عمده­ای در انجام این کار از طریق استفاده از المان­‌های نیمه هادی ایفامی‌کنند. دیاک و ترایاک المان ­های نیمه هادی‌هستند که برای تنظیم چنین توانی که به بار می‌رسد‌استفاده‌می­‌شوند.

این المان­‌های نیمه هادی برای کنترل توان AC عرضه‌شده به بار استفاده‌می‌شوند، مانند کنترل سرعت موتورهای . المان­های نیمه هادی مانند SCR، دیاک، ترایاک و سایر اجزای خانواده تریستور با اندازه فشرده و کوچک به دلیل کنترل قدرت خوب و راندمان بالا بسیارمورد‌استفاده‌قرارمی­‌گیرند.

تفاوت بین دیاک و ترایاک

برای درک بهتر دیاک و ترایاک، باید SCR را مطالعه‌کنیم زیرا آنها نسخه اصلاح شده SCR‌هستند.

فهرست مطالب

• SCR
• نکات کلیدی SCR
• دیاک
• نکات کلیدی دیاک
• ترایاک
• نکات کلیدی ترایاک
• تفاوت­های کلیدی بین دیاک و ترایاک
• ویژگی­ها و خصیصه­های دیاک و ترایاک

SCR

یکسوساز کنترلی سیلیکونی[1] یک قطعه نیمه‌هادی‌است که از خانواده تریستورها است. SCR یک المان چهار لایه‌است که از لایه­ های P و N متناوب PNPN ساخته‌شده‌است. 3 اتصال PN وجوددارد. SCR در واقع یک کلیدکنترل‌شده یک‌طرفه‌است که برای یکسوسازی و تنظیم جریان متناوب‌استفاده‌می­‌شود.

سمبل و ساختار تریستور (SCR)

SCR دارای 3 ترمینال‌است: آند (A) ،  کاتد (C) و گیت (G). آند و کاتد ترمینال­ های‌اصلی‌هستند که برای هدایت جریان استفاده‌می­شوند درحالیکه ترمینال گیت ترمینال کنترلی‌است که برای راه اندازی یا تریگر کردن SCR استفاده‌می‌شود.

پایه آند به بیرونی ­ترین لایه P متصل‌می­‌شود در حالی که پایه کاتد به بیرونی ­رین لایه N متصل‌می‌شود. در حالی که پایه گیت به لایه P میانی‌متصل‌است.

SCR در سه حالت کارمی‌کند: حالت مسدود کردن مستقیم، هدایت مستقیم و حالت مسدود کردن معکوس. در حالت مسدود کردن مستقیم، SCR در بایاس مستقیم بدون هیچ پالس تحریک‌کننده در گیت متصل‌می‌شود. در این حالت SCR هدایت‌نمی­شود.

ساختار PNPN برای تریستورها (SCR)

(الف) چهار بخش با سه پیوند J1، J2 و J3.

(ب) بایاس معکوس J2 با ولتاژ مثبت برای ترمینال 1.

(ج) بایاس معکوس در J1 و J3 با ولتاژ منفی برای ترمینال 1.

در حالت مسدود کردن‌معکوس، SCR در بایاس معکوس همانطور که در شکل (c) نشان‌داده‌شده‌است، متصل‌می­‌شود. SCR در این حالت هدایت‌نمی‌شود، حتی اگر سیگنال گیت وجودداشته‌باشد.

در حالت هدایت مستقیم، SCR در بایاس مستقیم همانطور که در شکل (b) نشان‌داده‌شده‌است، متصل می‌شود و با اعمال یک پالس تریگر در ترمینال گیت آن فعال می­شود. اگر ولتاژ از ولتاژ شکست خود بیشترشود، هدایت مستقیم نیز رخ‌می‌دهد.

عملکرد SCR بسیار ساده‌است. هنگامی که آند به ولتاژی بالاتر از کاتد متصل‌می­شود، دو پیوند PN در انتها بایاس مستقیم‌می­‌شوند در حالی که پیوند میانی در بایاس معکوس‌است. اتصال معکوس اجازه عبور جریان رانمی‌دهد. یک پالس ولتاژ مثبت در گیت، SCR را با تغییر وضعیت اتصال میانی به حالت مستقیم، هدایت‌می‌کند.

هنگامی که SCR در حالت هدایت مستقیم‌است، حذف پالس گیت آن را خاموش‌نمی­کند. اما ولتاژ بین آند و کاتد باید به گونه‌­ای کاهش‌یابد که جریان از حد “جریان نگهدارنده” کمترشود.

تریستور یک کلید یک جهته‌است که فقط جریان را در یک جهت راه‌می­دهد. فقط می‌­تواند نیم سیکل جریان متناوب را مجازکند و نمی‌­تواند جریان را در جهت معکوس هدایت‌کند. تنها با اعمال یک پالس گیت مثبت فعال‌می­شود.

نکات کلیدی  SCR

• SCRمخفف یکسوساز کنترل شده‌سیلیکونی‌است. دیاک
• یک سوئیچ کنترل‌شده یک طرفه‌است
• دارای 4 لایه متناوب‌است
•  3 اتصال PN است.

دارای سه ترمینال آند، کاتد و گیت‌است

دارای 3 مد عملیاتی: مسدود کردن مستقیم. هدایت مستقیم و مسدود کردن معکوس‌است.

در حالت انسداد مستقیم، حتی در بایاس مستقیم (ولتاژ آند بالاتر از ولتاژ کاتد) هدایت‌نمی­کند.

اعمال تنها یک پالس ولتاژ مثبت به گیت، SCR رادر حالت هدایت مستقیم تحریک‌می­کند.

درحالت مسدود کردن معکوس، ولتاژ کاتد بالاتر از آند است و SCR هدایت‌نمی‌شود.

با برداشتن پالس گیت، هدایت رامتوقف‌نمی­کند.

به منظور توقف هدایت، جریان باید به زیر حد جریان نگهدارنده‌کشیده‌شود.

این یک دستگاه قفل‌کننده‌است، باید توجه داشت به اینکه شارش جریان از حد مجاز جریان نگهدارنده کمترنشود.

دیاک

دیاک مخفف دیود برای جریان متناوب [2]است. همانطور که از نامش‌پیداست. دیودی برای هدایت جریان متناوب‌است. یک کلید نیمه­ هادی دو طرفه کنترل نشده که قادر به هدایت جریان در هر دو جهت‌است. هنگامی که ولتاژ اعمال شده از VBO  زیادتر شود هدایت را شروع‌می‌­کند. عملکرد اصلی دیاک کمک به فعال کردن ترایاک برای انجام سوئیچینگ متقارن‌است.

ساختار و سمبل دیاک

یک المان دو ترمینالی‌است که از ترکیب دو SCR به صورت خلاف هم موازی بدون ترمینال­‌های گیت ساخته‌شده‌است. دو پایانه دیاک ترمینال اصلی  ۱(MT1) و ترمینال اصلی 2 (MT2) نام‌دارند.

دیاک به گونه‌­ای‌طراحی‌شده‌است که از هر دو طرف متقارن و دارای نواحی مساوی‌است.

دیاک مانند دیودی است‌که وقتی ولتاژ اعمال شده از حد معینی فراتر رفت، روشن‌می­‌شود، به جزاینکه می­‌تواند در هر دو جهت روشن‌شود. وقتی ولتاژ کمتر از ولتاژ شکست VBO‌است که در اکثر موارد 30 ولت‌است، در هیچ جهتی هدایت‌نمی­شود. هنگامی که ولتاژ از VBO بیشتر شود، دیاک روشن‌می‌­شود و ولتاژ دو طرف دیاک به 5 ولت کاهش می­‌یابد.

نکات کلیدی

• دیاک مخفف دیودی برای جریلن متناوب‌است.
• یک سوئیچ کنترل نشده دو طرفه‌است.
• دارای 2 ترمینال‌است.
• ترمینال­های آن ترمینال اصلی 1 و ترمینال اصلی 2 نام‌دارند.
• ورودی کنترلی وجود‌ندارد.
• برای هر دو جهت شار جریان روشن‌می­شود.
• زمانی که ولتاژ اعمال شده از ولتاژ شکست فراتر رود، روشن‌می­شود.
• نمی­تواند ولتاژهای بالاتر را در هر دو جهت مسدودکند.
• تنها زمانی هدایت را متوقف می­کند که ولتاژ بسیار پایین­تر از ولتاژ قطع شود یا جریان به کمتر از حد جریان نگهدارنده‌برسد.
• ساختاری متقارن‌دارد.
• دارای تریگر متقارن برای هر دو سیکل موج AC یا شارش جریان در هر دو جهت‌دارد. بنابراین هارمونیک تولید‌نمی­شود.
• قدرت بسیار پایینی‌دارد.
• بیشتر برای تحریک ترایاک به دلیل پاسخ متقارن آن استفاده‌می­شود.

مطالب مرتبط:

What is the Difference Between DIAC and TRIAC?

ترایاک – TRIAC چیست؟

 DIAC چیست؟

ترایاک

مخفف دیودی برای جریان متناوب‌است. این یک کلید نیمه‌­هادی کنترل‌شده‌است که می­تواند در هر دو جهت هدایت‌کند. از ترکیب دو SCR در یک پیکربندی پاد موازی‌ساخته‌شده‌است. ترایاک برای تنظیم توان در مدارهای AC استفاده می­شود. می­تواند هر دو نیمه سیکل AC را تنظیم کند.

نماد و ساختار ترایاک

از آنجایی که از ترکیب دو SCR پاد موازی ساخته‌شده‌است، دارای 4 لایه و سه پایانه‌است: ترمینال اصلی 1 (MT1)، ترمینال اصلی 2 (MT2). و گیت. هیچ آند و کاتد وجودندارد زیرا می­‌تواند در هر دو جهت هدایت‌کند. ترمینال گیت به هر دو ناحیه P و N هر SCR متصل‌است.

ترایاک می­تواند توسط یک پالس گیت مثبت یا منفی فعال‌شود. اما به طور کلی، پالس مثبت برای عملیات در ربع 1 و پالس منفی برای عملیات در ربع 3 استفاده‌می­شود. در ربع 1، هم جریان و هم ولتاژ در ترایاک مثبت‌است در حالی که در ربع 3 هر دو منفی هستند. این دو ربع دلالت بر دو نیمه امواج AC نیمه مثبت و نیمه منفی دارند. اگرچه به دلیل وجود مناطق مختلف گیت (منطقه P و N) در هر نیمه، تفاوت جزئی در تریگر وجود دارد.

نکات کلیدی ترایاک

• ترایاک مخفف تریود برای جریان متناوب‌است.
• این یک سوئیچ کنترل شده دو طرفه‌است.
• دارای 3 ترمینال‌است
• ترمینال­های آن ترمینال اصلی 1، ترمینال اصلی 2 و ترمینال گیت نام دارند.
• از ترکیب دو SCR پاد موازی ساخته‌شده‌است.
• گیت توسط ناحیه P یکی و ناحیه N SCR دیگر تشکیل‌شده‌است.
• گیت برای راه اندازی ترایاک در هر دو جهت استفاده می­شود.
• می‌تواند توسط پالس گیت مثبت یا منفی تحریک شود.
• حتی زمانی که پالس گیت وجود ندارد هدایت می­شود.
• فقط با کاهش جریان زیر حد مجاز جریان نگهدارنده خاموش می­شود.
• هنگامی که پالس گیت در هر دو جهت وجود نداشته باشد، هدایت نمی­شود.
• می­تواند ولتاژهای بسیار بالا را در هر دو جهت مسدود کند.
• به دلیل داشتن نواحی گیت، ساختار کمی غیر متقارن دارد.
• به دلیل عدم تقارن، تحریک غیر متقارن‌دارد.
• تریگر(تحریک) غیر متقارن ترایاک باعث ایجاد هارمونیک در سیستم می­شود.
• تریگر آن از زاویه 0-180درجه و 180 -360 درجه زاویه تریگر قابل کنترل‌است.
• برای حذف این عدم تقارن، از دیاک برای راه اندازی ترایاک استفاده می­شود
• می­تواند ولتاژهای بسیار بالا را در هر دو جهت مسدود کند.