双向触发二极管（Diac）教程
双向触发二极管（Diac）教程
双向触发二极管（Diac）是一种特殊的半导体器件，主要用于交流电路中的相位控制和功率调节。本文将详细介绍Diac的工作原理、特性以及在实际电路中的应用，帮助读者全面了解这种重要的电子元件。
双向触发二极管是一种双结双向半导体器件，设计用于在交流电压超过一定水平时击穿，并在任一方向上传递电流。
双向触发二极管是另一种固态、三层、双结半导体器件，但与晶体管不同，Diac没有基极连接，使其成为一种两端子器件，标记为A1和A2。
Diac是一种电子元件，不提供控制或放大功能，但其行为类似于双向开关二极管，因为它们可以从合适的交流电压源的任一极性传导电流。
在我们关于SCR和三端双向可控硅（Triac）的教程中，我们看到在开关应用中，这些器件可以通过产生稳态门极电流的简单电路触发，如图所示。
从上面的Diac I-V特性曲线中我们可以看到，Diac在两个方向上阻止电流流动，直到施加的电压大于VBR，此时器件击穿，Diac像齐纳二极管一样大量导通，传递一个突然的电压脉冲。这个VBR点称为Diac的击穿电压或转折电压。
在普通齐纳二极管中，随着电流的增加，其上的电压将保持不变。然而，在Diac中，晶体管作用导致电压随着电流的增加而降低。一旦进入导通状态，Diac的电阻下降到非常低的值，允许相对较大的电流流动。对于大多数常见的Diac，如ST2或DB3，其击穿电压通常在±25到35伏之间。更高的转折电压额定值也是可用的，例如DB4 Diac的40伏。
这种作用使Diac具有负电阻特性，如上所示。由于Diac是一种对称器件，因此它在正负电压下具有相同的特性，正是这种负电阻作用使Diac适合作为SCR或Triac的触发器件。
Diac应用
如上所述，Diac通常用作其他半导体开关器件（主要是SCR和Triac）的固态触发器件。Triac广泛用于灯调光器和电机速度控制器等应用中，因此Diac与Triac一起使用，以提供交流电源的全波控制，如图所示。
随着交流电源电压在周期开始时增加，电容器C通过固定电阻R1和电位器VR1的串联组合充电，其板上的电压增加。当充电电压达到Diac的转折电压（ST2约为30伏）时，Diac击穿，电容器通过Diac放电。
放电产生一个突然的电流脉冲，触发Triac导通。触发Triac的相位角可以通过VR1改变，VR1控制电容器的充电速率。当VR1处于最小值时，电阻R1将门极电流限制在安全值。
一旦Triac被触发导通，它通过流经它的负载电流保持在“开启”状态，而电阻-电容器组合上的电压受到Triac的“开启”电压的限制，并保持到当前交流电源半周期结束。
在半周期结束时，电源电压降至零，使通过Triac的电流低于其保持电流IH，将其“关闭”，Diac停止导通。然后电源电压进入下一个半周期，电容器电压再次开始上升（这次在相反方向），触发Triac的周期再次重复。
然后我们已经看到，Diac是一种非常有用的器件，可用于触发Triac，由于其负电阻特性，一旦达到一定的施加电压水平，它可以迅速“开启”。然而，这意味着每当我们想使用Triac进行交流功率控制时，我们还需要一个单独的Diac。幸运的是，某个聪明人用称为Quadrac的单一开关器件取代了单独的Diac和Triac。
Quadrac基本上是一个Diac和Triac集成在一个半导体封装内，因此也被称为“内部触发Triac”。这种一体化的双向器件使用主端子电压的任一极性进行门控，这意味着它可以用于全波相位控制应用，如加热器控制、灯调光器和交流电机速度控制等。
Quadrac
与Triac一样，Quadrac是一种三端半导体开关器件，标记为MT2用于主端子一（通常为阳极），MT1用于主端子二（通常为阴极），G用于门极端子。
Quadrac有多种封装类型，取决于其电压和电流开关要求，TO-220封装是最常见的。Quadrac设计为大多数Triac器件的直接替代品。
Diac教程总结
在本Diac教程中，我们已经看到，如ST2或DB3的Diac是一种两端子电压阻断器件，可以在任一方向上导通。Diac具有负电阻特性，使其在达到一定的施加电压水平时能够迅速“开启”。
由于Diac是一种双向器件，当与BTAxx-600A或IRT80系列开关Triac配对时，它可以用作相位控制和一般交流电路（如灯调光器和电机速度控制）中的触发器件。
Quadrac简单来说就是带有内部连接Diac的Triac。与Triac一样，Quadrac是双向交流开关，可以使用主端子电压的任一极性进行门控。