عملکرد و ساختار ترایاک TRIAC در مدارات الکترونیکی (برق - الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: نوع دیگری از دستگاه نیمه هادی به نام "سوئیچ Triode AC" یا Triac به طور خلاصه وجود دارد که همچنین عضو خانواده تریستور است که به عنوان وسیله تعویض نیرو در حالت جامد مورد استفاده قرار می گیرد اما مهمتر از همه این است که یک دستگاه "دو طرفه" است. به عبارت دیگر ، یک Triac می تواند توسط هر دو ولتاژ مثبت و منفی که بر روی آند آن اعمال می شود 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.
می توان از تریستورها برای کنترل لامپ ها ، موتورها یا مدارات استفاده کرد. که جریان را فقط از یک جهت ، از آند به کاتد عبور می دهد .برای مدارهای سوئیچینگ DC این ویژگی سوئیچینگ "یک طرفه" ممکن است قابل قبول باشد زیرا یک بار باعث می شود 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 نیمی از چرخه (مانند یک یکسو کننده نیم موج) انجام می شود وقتی که آند صرف نظر از کاری که سیگنال گیت انجام می دهد مثبت است. سپس برای عملکرد AC فقط نیمی از نیرو توسط یک تریستور به بار تحویل داده می شود.یک Triac دقیقاً مانند دو تریستور معمولی که به طور هم زمان معکوس (پشت به پشت) با همدیگر احاطه شده اند ، رفتار می کند و به دلیل این ترتیب ، دو تریستور یک ترمینال دروازه مشترک را با هم در یک بسته سه ترمینال واحد به اشتراک می گذارند.از آنجا که یک ترایاک در هر دو جهت از یک موج موج سینوسی انجام می شود ، مفهوم ترمینال آندود و یک ترمینال Cathode که برای شناسایی ترمینال های اصلی قدرت یک تریستور استفاده می شود با شناسایی های جایگزین می شوند.در اکثر برنامه های تعویض AC ، ترمینال دروازه triac با ترمینال MT 1 ، مشابه رابطه دروازه-کاتد تریستور یا رابطه پایه-امیتر ترانزیستور همراه است. ساخت و ساز ، دوپینگ PN و نماد شماتیک که برای نشان دادن یک Triac استفاده می شود در زیر آورده شده است.
Triacs اجزای الکترونیکی هستند که به طور گسترده در برنامه های کنترل انرژی AC استفاده می شوند. آنها می توانند ولتاژ بالا و سطح بالایی از جریان و هر دو بخش از یک موج موج AC را تغییر دهند. این امر باعث می شود مدارهای Triac برای استفاده در انواع برنامه ها در صورت نیاز به سوئیچینگ ، ایده آل شوند. به عنوان یک نتیجه از عملکرد آنها ، triacs تمایل به استفاده از برنامه های کمکی و الکترونیکی سوئیچینگ با قدرت متوسط تا کم دارند و از این طریق می توان از تریستورها برای کاربردهای سوئیچینگ برق AC بسیار گرم استفاده کرد. این واقعیت که عمل سوئیچینگ triac در هر دو نیمه از شکل موج AC اتفاق می افتد به معنای این است که برای برنامه های تعویض الکترونیکی AC می توان از چرخه کامل استفاده کرد. برای مدارهای پایه تریستور ، فقط نیمی از شکل موج استفاده می شود و این بدان معنی است که مدارهای اساسی با استفاده از تریستورها از هر دو نیمه چرخه استفاده نمی کنند. برای استفاده از هر دو نیمه ، دو دستگاه لازم است. با این حال ، تریاک تنها به یک دستگاه نیاز دارد تا هر دو نیمه شکل موج AC را کنترل کند و از بسیاری جهات ، یک راه حل ایده آل برای سوئیچ الکترونیکی برای AC است.ترایاک در مدار قطعه ای الکترونیکی است که در صورت فعال‌شدن (تریگر) می‌تواند جریان الکتریکی را در هر دو جهت از خود عبور دهد. ترایاک عملکردی مانند تریستور اما به صورت دو طرفه دارد.ترایاک را می‌توان دو تریستور مکمل (که یکی توسط آند و دیگری توسط کاتد تریگر می شود) مدل کرد که به صورت موازی اما در جهت برعکس به هم متصل شده اند و گیت آنها نیز به یکدیگر متصل شده است. ترایاک می‌تواند با ولتاژ مثبت یا منفی که به پایهٔ گیت آن اعمال می‌شود، تریگر شود. (ولتاژ گیت نسبت به پایهٔ A1 که MT1 نیز خوانده می‌شود سنجیده می شود). با یک پالس فعال سازی به پایهٔ گیت، ترایاک به شرایط هدایت می رود 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 جریان AC شود که می توان با آن جریان های الکتریکی بسیار بالا را توسط یک جریان ضعیف کنترل کرد. بعلاوه، با اعمال پالس در یک نقطهٔ خاص کنترل شده، می توان درصد جریان عبوری از بار را تحت کنترل درآورد که به این تکنیک کنترل فاز می گویند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )