Triacs, Diacs en Thyristors

Een triac (triode for alternating current) is een elektronische component die tot de categorie van de halfgeleiderschakelaars behoort. Een triac kan opgebouwd worden gedacht als twee antiparallel geschakelde thyristoren en daarmee als een speciale variant van de thyristor worden gezien. In werkelijkheid is de triac echter opgebouwd uit één halfgeleiderkristal. Een triac heeft drie aansluitingen: elektrode 1, elektrode 2 en gate, er kan niet van anode en kathode gesproken worden omdat de polariteit bij deze component niet vast ligt, zoals bij de thyristor. Toch hanteren sommige fabrikanten de aanduiding A1 en A2. In het Engels spreekt men van main terminal, MT1 en MT2.

A. Thyristor / B. Triac / C. Diac

Een thyristor is een halfgeleider met de werking van een elektronische schakelaar die geschikt is om grote vermogens bij hoge spanningen met betrekkelijk weinig verlies te schakelen. Een thyristor gedraagt zich als een schakelbare diode, die met een extra stuuraansluiting (de z.g. gate), te bedienen is. De kathode wordt gemeenschappelijk gebruikt voor hoofdstroom en stuurstroom. Bij het aanleggen van een positieve gelijkspanning op de anode ten opzichte van de kathode kan de thyristor door een triggerpuls op de gate in geleiding gebracht worden; er loopt dan een stroom door de thyristor en door de belasting. Als er eenmaal stroom loopt blijft deze lopen ongeacht de spanning op de gate. Dit is goed te zien in het vervangingsschema: beide transistoren sturen elkaar open. Wel neemt de dissipatie (warmte-ontwikkeling) in de thyristor toe naarmate er meer stroom door de gate loopt. Daarom wordt in professionele regelingen een reeks korte pulsjes (pulstrein) gebruikt. De thyristor schakelt pas weer uit als de stroom erdoor onder een minimumwaarde daalt. Deze grens wordt de houdstroom (IH) genoemd en verschilt per type thyristor. Een thyristor kan daarom alleen bij gelijkgerichte wisselspanning worden gebruikt, want tijdens de nuldoorgang is de stroom kleiner dan de houdstroom, zie afbeelding. Als de anodespanning negatief wordt gedraagt de thyristor zich als isolator. Toepassing 3-fase thyristorbrug voor een gelijkstroommotorDe thyristor wordt veel gebruikt binnen de vermogenselektronica, waar door middel van faseaansnijding gelijkstroommotoren aangestuurd worden (een gelijkstroommotor is een elektromotor). Een 3-fase thyristorbrug is vergelijkbaar met een 3-fase diodebrug. Enkel is de uitgangsspanning bij een thyristorbrug regelbaar: zo kan men het toerental en het koppel van de aan te sturen motor laten variëren. De directe aansturing door middel van thyristoren wordt de laatste jaren minder toegepast, omdat er steeds meer driefasige asynchrone motoren gebruikt worden; deze kunnen geregeld worden met een frequentieregelaar of een frequentieomvormer. Alleen voor grote vermogens, in de orde-grootte van een megawatt (onder andere bij locomotieven NS 1600 en GTL8- en ICM-materieel), worden uitsluitend thyristorchoppers met forse LC-resonante stroomcommutatie toegepast.

Halfgeleideropbouw / Vervangingsschema / Schemasymbool		Klik hieronder op één van de links voor een lijst met genoemde componenten. Lijst met Thyristoren Lijst met Triacs Lijst met Diacs

Een diac (diode alternating current switch, een diode wisselstroomschakelaar) is een op halfgeleidertechnologie gebaseerde elektronische component die zich gedraagt als schakelaar voor zowel gelijk- als wisselstroom. De werking berust op het gegeven dat de schakelaar zich sluit zodra de spanning over de beide aansluitingen boven de doorslagspanning of ontsteekspanning uit komt. Deze werking treedt bij positieve en negatieve polariteit op, aangezien de opbouw symmetrisch is. De schakelaar opent zich zodra de stroom erdoor beneden de houdstroom komt. De doorslagspanning is doorgaans ongeveer 33 volt. Werking Het verband tussen stroom en spanning van de diac.Het verband tussen de spanning over de diac en de stroom erdoor wordt in de stroom-spanningsgrafiek hiernaast weergegeven. De diac spert zolang de aangelegde spanning onder de doorslagspanning UBO blijft. De stroom door de diac is in spertoestand minimaal, er zal slechts een minimale sperstroom of lekstroom vloeien. Als de spanning stijgt tot boven de doorslagspanning zal de component 'doorslaan' en volledig gaan geleiden. Wanneer de diac in geleiding komt zal de stroom door de component toenemen en de spanning nagenoeg verdwijnen. Wanneer de stroom door de diac onder een bepaalde waarde daalt zal de component weer naar de spertoestand terugkeren. De minimale stroom die moet vloeien door de diac om deze in geleiding te houden wordt de houdstroom genoemd.