深度剖析diac雙端器件

diac是一種具有并反半導(dǎo)體層組合的雙端器件，無論電源極性如何，都可以通過兩個方向觸發(fā)器件。

直徑特性

下圖顯示了典型diac的特性，該圖清楚地揭示了其兩個端子上存在擊穿電壓。

由于diac可以在兩個方向或雙向上切換，因此許多交流開關(guān)電路有效地利用了該功能。

下圖說明了圖層的內(nèi)部排列方式，還顯示了 diac 的圖形符號。值得注意的是，diac 的兩個端子都被指定為陽極（陽極 1 或電極 1 和陽極 2 或電極

2），并且該器件沒有陰極。

當(dāng)直徑兩端的連接電源在陽極1上相對于陽極2為正時，相關(guān)層的作用為p1n2p2和n3。

當(dāng)連接的電源在陽極 2 上相對于陽極 1 為正時，功能層為 p2n2p1 和 n1。

直徑點火電壓電平

如上圖所示，diac 的擊穿電壓或點火電壓在兩個端子上似乎非常均勻。但是，在實際設(shè)備中，這可能在28 V至42 V之間變化。

點火值可以通過求解數(shù)據(jù)表中提供的方程的以下項來實現(xiàn)。

VBR1 = VBR2 ± 0.1VBR2

兩個終端的當(dāng)前規(guī)格（IBR1和IBR2）似乎也非常相同。對于圖中表示的直徑

音級的兩個電流電平（IBR1和IBR2）在幅度上也非常接近。在上面的示例特性中，這些特性似乎約為

200 uA 或 0.2 mA。

迪亞克應(yīng)用電路

下面的解釋向我們展示了diac在交流電路中的工作原理。我們將嘗試從一個簡單的110 V AC操作的接近傳感器電路中理解這一點。

接近檢測器電路

下圖顯示了使用直徑的接近檢測器電路。

在這里，我們可以看到一個SCR與負載串聯(lián)，可編程單結(jié)晶體管（PUT）直接與檢測探頭連接。

當(dāng)人體靠近傳感探頭時，會導(dǎo)致探頭和地面上的電容增加。

根據(jù)硅可編程UJT的特性，當(dāng)其陽極端子上的電壓VA超過其柵極電壓至少0.7 V時，它將觸發(fā)。這會導(dǎo)致器件陽極陰極短路。

根據(jù) 1M 預(yù)設(shè)的設(shè)置，diac 遵循輸入交流周期并在指定的電壓電平下觸發(fā)。

由于直徑的持續(xù)點火，UJT的陽極電壓VA永遠不會增加其柵極電位VG，該VG始終保持在幾乎與輸入交流電一樣高。這種情況使可編程UJT保持關(guān)閉狀態(tài)。

然而，當(dāng)人體接近傳感探頭時，它大大降低了UJT的柵極電位VG，使UJT的UJT的陽極電位VA高于VG。這會立即導(dǎo)致 UJT 觸發(fā)。

發(fā)生這種情況時，UJT在其陽極/陰極端子上產(chǎn)生短路，為SCR提供必要的柵極電流。SCR 觸發(fā)并打開連接的負載，表明傳感器探頭附近存在人員接近。

自動夜燈

在上圖中可以看到使用LDR，三端雙向可控硅和Diac的簡單自動桅桿燈電路。該電路的工作非常簡單，關(guān)鍵的開關(guān)工作由diac

DB-3處理。當(dāng)傍晚時分，LDR上的燈開始下降，由于LDR的電阻增加，導(dǎo)致R1，DB-3結(jié)處的電壓逐漸上升。

當(dāng)該電壓上升到直徑的分接點時，直徑點火并驅(qū)動三端雙向可控硅柵極，從而打開連接的燈。

在早晨，LDR上的光逐漸增加，這導(dǎo)致由于R1/DB-3結(jié)電位接地，整個直徑的電位減小。當(dāng)光線足夠亮?xí)r，LDR電阻導(dǎo)致直徑電位降至幾乎為零，關(guān)閉三端雙向可控硅柵極電流，因此燈也關(guān)閉。

此處的音調(diào)可確保在暮光過渡期間切換三端雙向可控硅而不會有太多閃爍。如果沒有直徑，燈會在完全打開或關(guān)閉之前閃爍好幾分鐘。因此，直徑的擊穿觸發(fā)功能得到了徹底的利用，有利于自動照明設(shè)計。

調(diào)光器

調(diào)光器電路可能是使用三端雙向可控硅直徑組合的最流行的應(yīng)用。

對于交流輸入的每個周期，僅當(dāng)兩端的電位達到其擊穿電壓時，diac 才會觸發(fā)。diac

觸發(fā)的時間延遲決定了三端雙向可控硅在相位的每個周期中保持開啟狀態(tài)的時間。這反過來又決定了燈上的電流量和照明。

點火直徑的時間延遲由所示的 220 k 電位器調(diào)整和 C1

值設(shè)置。該RC時間延遲分量確定三端雙向可控硅通過直徑點火的導(dǎo)通時間，這導(dǎo)致交流相位在相位的特定部分上斬波，具體取決于直徑的點火延遲。

當(dāng)延遲較長時，允許較窄的相位部分切換三端雙向可控硅并觸發(fā)燈，導(dǎo)致燈的亮度較低。為了獲得更快的時間間隔，三端雙向可控硅被允許切換更長的交流相位，因此燈也被切換到交流相位的較長部分，從而在其上產(chǎn)生更高的亮度。

幅度觸發(fā)開關(guān)

不依賴于任何其他部分的diac的最基本應(yīng)用是通過自動切換。對于交流或直流電源，只要施加的電壓低于臨界VBO值，則diac的行為類似于高電阻（實際上是開路）。

一旦達到或超過此臨界VBO電壓電平，diac就會打開。因此，只需增加附加控制電壓的幅度即可打開這種特定的2端子器件，并且可以繼續(xù)導(dǎo)通，直到最終電壓降至零。下圖顯示了使用1N5411直徑或DB-3直徑的簡單幅度敏感開關(guān)電路。

施加大約 35 伏直流或峰值交流的電壓，將 ON 的 diac 切換到導(dǎo)通，因此大約 14 mA 的電流開始流過輸出電阻 R2。特定的音調(diào)可能會在低于

35 伏的電壓下打開。

使用 14 mA 開關(guān)電流時，1k 電阻兩端產(chǎn)生的輸出電壓達到 14 V。如果電源在輸出電路中包含內(nèi)部導(dǎo)電路徑，則可以忽略并消除電阻R1。

使用電路時，嘗試調(diào)整電源電壓，使其從零逐漸增加，同時檢查輸出響應(yīng)。當(dāng)電源達到 30 伏左右時，由于器件的漏電流極低，您會看到很小或很小的輸出電壓。

但是，在大約 35 伏時，您會發(fā)現(xiàn) diac 突然擊穿，電阻 R2

上迅速出現(xiàn)全輸出電壓?，F(xiàn)在，開始降低電源輸入，并觀察輸出電壓相應(yīng)降低，最終在輸入電壓降至零時達到零。

在零伏時，直徑完全“關(guān)閉”，并進入需要通過 35 伏幅度電平再次觸發(fā)的情況。

電子直流開關(guān)

上一節(jié)中詳述的簡單開關(guān)同樣可以通過略微增加電源電壓來激活。因此，可以始終對 30N1 直徑采用 5411 V 的穩(wěn)定電壓，確保 diac

剛好處于導(dǎo)通狀態(tài)，但仍處于關(guān)閉狀態(tài)。

然而，當(dāng)串聯(lián)添加大約 5 伏的電位時，很快就會達到 35 伏的擊穿電壓以執(zhí)行 diac 的點火。

隨后移除此 5 伏“信號”對設(shè)備的開啟情況沒有影響，并且它繼續(xù)保持傳導(dǎo) 30 伏電源，直到電壓降低到零伏。

上圖顯示了采用上述增量電壓開關(guān)理論的開關(guān)電路。在此設(shè)置中，向 30N1 diac （D5411） 提供 1

伏電源（為方便起見，此處將此電源顯示為電池源，但 30

伏可以通過任何其他恒定穩(wěn)壓源直流施加）。在此電壓電平下，直徑無法導(dǎo)通，并且沒有電流通過連接的外部負載運行。

然而，當(dāng)電位計逐漸調(diào)整時，電源電壓緩慢增加，最后導(dǎo)通，從而使電流通過負載并將其打開。

一旦音軌接通，通過電位計降低電源電壓對音軌沒有影響。但是，在通過電位計降低電壓后，復(fù)位開關(guān)S1可用于關(guān)閉音調(diào)導(dǎo)通，并在原始關(guān)閉條件下復(fù)位電路。

所示的diac或DB-3將能夠在30 V左右保持空閑狀態(tài)，并且不會經(jīng)歷自燃動作。也就是說，某些音調(diào)可能需要低于 30 V

的電壓才能使其保持在非誘導(dǎo)狀態(tài)。以同樣的方式，對于增量開關(guān)導(dǎo)通選項，特定音調(diào)可能需要高于5 V的電壓。電位器R1的值不應(yīng)大于1k歐姆，并且應(yīng)為繞線型。

上述概念可用于通過簡單的雙端子直徑器件在低電流應(yīng)用中實現(xiàn)鎖存動作，而不是依賴于復(fù)雜的三端器件（如 SCR）。

電鎖存繼電器

上圖顯示了直流繼電器的電路，該電路設(shè)計為在通過輸入信號供電時保持鎖存。該設(shè)計與閉鎖機械繼電器一樣好。

該電路利用了上一段中解釋的概念。在這里，音相保持關(guān)閉在 30 伏，對于音調(diào)傳導(dǎo)來說，這個電壓電平通常很小。

但是，一旦為diac提供6 V串聯(lián)電位，后者就開始推動電流，從而打開繼電器并鎖存繼電器（之后的diac保持打開狀態(tài)，即使6伏控制電壓不再存在）。

正確優(yōu)化R1和R2后，繼電器將有效地接通，以響應(yīng)施加的控制電壓。

在此之后，即使沒有輸入電壓，繼電器也將保持鎖存狀態(tài)。但是，可以通過按下指示的復(fù)位開關(guān)將電路復(fù)位回其先前位置。

繼電器必須是低電流類型，線圈電阻可能為 1 k。

閉鎖傳感器電路

許多設(shè)備，例如入侵警報和過程控制器，需要一個觸發(fā)信號，一旦觸發(fā)，該信號保持打開狀態(tài)，并且僅在電源輸入復(fù)位時關(guān)閉。

一旦電路啟動，它使您能夠操作警報、記錄器、截止閥、安全小工具等電路。下圖顯示了此類應(yīng)用程序的示例設(shè)計。

在這里，HEP R2002 音調(diào)的工作原理類似于開關(guān)設(shè)備。在這種特定的設(shè)置中，diac 通過 B30 以 2 伏的電源保持待機模式。

但是，瞬間開關(guān)S1被切換，可能是門或窗上的“傳感器”，為現(xiàn)有的6 V偏置提供1伏（從B30開始），導(dǎo)致產(chǎn)生的35伏觸發(fā)音級并在R1上產(chǎn)生約2

V輸出。

直流過載斷路器

上圖顯示了一個電路，當(dāng)直流電源電壓超過固定電平時，該電路將立即關(guān)閉負載。然后，設(shè)備保持關(guān)閉狀態(tài)，直到電壓降低并重置電路。

在這種特殊設(shè)置中，直徑（D1）通常關(guān)閉，晶體管電流不足以觸發(fā)繼電器（RY1）。

當(dāng)電源輸入超過電位計R1設(shè)定的指定電平時，diac點火，來自diac輸出的直流到達晶體管基極。

晶體管現(xiàn)在通過電位計R2接通并激活繼電器。

繼電器現(xiàn)在斷開負載與輸入電源的連接，防止因過載而對系統(tǒng)造成任何損壞。之后的音調(diào)繼續(xù)打開，保持繼電器打開，直到電路復(fù)位開關(guān)，通過暫時打開S1。

為了在開始時調(diào)整電路，微調(diào)電位計R1和R2，以確保一旦輸入電壓實際達到所需的diac觸發(fā)閾值，繼電器就會點擊ON。

之后的繼電器必須保持激活狀態(tài)，直到電壓降低到正常水平并且復(fù)位開關(guān)暫時打開。

如果電路正常工作，diac“點火”電壓輸入必須在35伏左右（特定的diac可以用較小的電壓激活，盡管這通常通過調(diào)整電位計R2來校正），晶體管基極的直流電壓必須大約為0.57伏（約12.5毫安）。繼電器為

1k 線圈電阻。

交流過載斷路器

上面的電路圖顯示了交流過載斷路器的電路。這個想法的工作方式與前面{部分解釋的dc設(shè)置相同。交流電路{不同|變化} 由于電容器 C1 和 C2

以及二極管整流器 D2 的存在。

相控觸發(fā)開關(guān)

如前所述，diac的主要用途是為某些設(shè)備（例如三端雙向可控硅）提供激活電壓，以控制所需的設(shè)備。以下實現(xiàn)中的diac電路是一個相位控制過程，除了三端雙向可控硅控制之外，還可以找到許多應(yīng)用，其中可能需要可變相位脈沖輸出。

上圖顯示了典型的直徑觸發(fā)電路。這種設(shè)置從根本上調(diào)節(jié)了直徑的發(fā)射角度，這是通過操縱圍繞零件R1 R2和C1構(gòu)建的相位控制網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。

此處提供的電阻和電容值僅作為參考值。對于特定頻率（通常是交流電源線路頻率），調(diào)整R2，以便在對應(yīng)于交流半周期中首選點的瞬間達到直徑擊穿電壓，在該點中，需要直徑接通并提供輸出脈沖。

在此之后的直徑可能會在每個 +/- AC 半周期中不斷重復(fù)此活動。最終，相位不僅由R1

R2和C1決定，還由交流源的阻抗和diac設(shè)置激活的電路的阻抗決定。

對于大多數(shù)應(yīng)用，此diac電路項目可能有利于分析diac電阻和電容的相位，以了解電路的效率。

例如，下表說明了相位角，根據(jù)上圖中的0.25 μF電容，相位角可能對應(yīng)于電阻的不同設(shè)置。

顯示的信息適用于 60 Hz。 請記住，如表中所示，隨著電阻的減小，觸發(fā)脈沖不斷出現(xiàn)在電源電壓周期的較早位置，這會導(dǎo)致 diac

在周期的早期“點火”并保持開啟更長時間。由于RC電路包括串聯(lián)電阻和并聯(lián)電容，因此相位自然是滯后的，這意味著觸發(fā)脈沖在時間周期內(nèi)的電源電壓周期之后出現(xiàn)。