Diac – 작동 및 애플리케이션 회로

diac은 병렬-역 반도체 층의 조합을 가진 2 단자 장치로, 공급 극성에 관계없이 장치가 양방향을 통해 트리거 될 수 있습니다.

Diac 특성

일반적인 diac의 특성은 다음 그림에서 볼 수 있으며, 두 단자 모두에 브레이크 오버 전압이 있음을 명확하게 보여줍니다.

diac은 양방향 또는 양방향으로 전환 될 수 있으므로이 기능은 많은 AC 스위칭 회로에서 효과적으로 활용됩니다.

아래의 다음 그림은 레이어가 내부적으로 배열되는 방식을 보여주고 diac의 그래픽 기호도 보여줍니다. diac의 두 단자가 양극 (양극 1 또는 전극 1과 양극 2 또는 전극 2)으로 할당되어 있으며이 장치에는 음극이 없습니다.

diac을 통해 연결된 전원이 양극 2와 관련하여 양극 1에서 양수이면 관련 레이어가 p1n2p2 및 n3으로 작동합니다.

연결된 전원이 양극 1과 관련하여 양극 2에서 양수이면 기능 층은 p2n2p1 및 n1입니다.

Diac 발사 전압 레벨

위의 첫 번째 다이어그램에 표시된 diac의 항복 전압 또는 점화 전압은 두 단자에서 매우 균일 한 것으로 보입니다. 그러나 실제 장치에서는 28V에서 42V까지 다양 할 수 있습니다.

소성 값은 데이터 시트에서 사용할 수있는 방정식의 다음 항을 해결하여 얻을 수 있습니다.

VBR1 = VBR2 ± 0.1VBR2

두 터미널의 현재 사양 (IBR1 및 IBR2)도 상당히 동일한 것으로 보입니다. 다이어그램에 표시된 diac의 경우

diac의 두 가지 전류 레벨 (IBR1 및 IBR2)도 크기가 매우 비슷합니다. 위의 예제 특성에서 이러한 특성은
200uA 또는 0.2mA.

Diac 애플리케이션 회로

다음 설명은 AC 회로에서 diac이 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 간단한 110V AC 작동 근접 센서 회로에서이를 이해하려고 노력할 것입니다.

근접 감지기 회로

diac을 사용하는 근접 감지기 회로는 다음 다이어그램에서 확인할 수 있습니다.

여기에서 SCR이 부하와 직렬로 통합되고 감지 프로브와 직접 결합되는 프로그래밍 가능한 단일 접합 트랜지스터 (PUT)를 볼 수 있습니다.

인체가 감지 프로브에 가까워지면 프로브와지면에서 정전 용량이 증가합니다.

실리콘 프로그래밍 가능 UJT의 특성에 따라 양극 단자의 전압 VA가 게이트 전압을 최소 0.7V 초과하면 발화됩니다. 이로 인해 장치의 양극 음극에서 단락이 발생합니다.

1M 사전 설정의 설정에 따라 diac은 입력 AC 사이클을 따르고 지정된 전압 레벨에서 작동합니다.

이로 인해 diac이 계속 발생하기 때문에 UJT의 애노드 전압 VA는 항상 입력 AC만큼 높게 유지되는 게이트 전위 VG를 증가시킬 수 없습니다. 그리고이 상황은 프로그래밍 가능한 UJT가 꺼진 상태로 유지됩니다.

그러나 인체가 감지 프로브에 접근하면 UJT의 게이트 전위 VG를 실질적으로 낮추어 UJT UJT의 양극 전위 VA가 VG보다 높아집니다. 이로 인해 UJT가 즉시 실행됩니다.

이 경우 UJT는 양극 / 음극 단자에 단락을 생성하여 SCR에 필요한 게이트 전류를 제공합니다. SCR은 연결된 부하를 작동시키고 스위치를 켜서 센서 프로브 근처에 사람이 가까이 있음을 나타냅니다.

자동 야간 램프

간단한 자동 마스트 라이트 LDR, triac 및 Diac을 사용하는 회로는 위의 그림에서 볼 수 있습니다. 이 회로의 작동은 매우 간단하며 중요한 스위칭 작업은 diac DB-3에 의해 처리됩니다. 저녁이되면 LDR의 빛이 떨어지기 시작하여 LDR의 저항 증가로 인해 R1, DB-3의 접합부 전압이 점차 상승합니다.

이 전압이 diac의 break over 지점까지 상승하면 diac은 triac 게이트를 작동시켜 연결된 램프를 켭니다.

아침에는 LDR의 빛이 점차적으로 증가하여 R1 / DB-3 접합 전위의 접지로 인해 diac의 전위가 감소합니다. 그리고 빛이 충분히 밝 으면 LDR 저항으로 인해 diac 전위가 거의 0으로 떨어지고 트라이 액 게이트 전류가 꺼 지므로 램프도 꺼집니다.

여기서 diac은 황혼이 전환되는 동안 많은 깜박임없이 트라이 액이 전환되도록합니다. diac이 없으면 램프가 완전히 켜지거나 꺼지기 전에 몇 분 동안 깜박일 것입니다. 따라서 diac의 고장 트리거링 기능은 자동 조명 설계를 위해 철저히 활용됩니다.

조광기

에 조광기 회로 트라이 악 다이 악 조합을 사용하는 가장 인기있는 응용 프로그램 일 것입니다.

AC 입력의 각 사이클에 대해 Diac은 전위가 항복 전압에 도달 할 때만 작동합니다. diac이 작동하기까지의 시간 지연은 각 단계의주기 동안 트라이 액이 켜져있는 시간을 결정합니다. 이것은 차례로 램프의 전류와 조명의 양을 결정합니다.

diac을 발사하는 시간 지연은 표시된 220k pot 조정과 C1 값에 의해 설정됩니다. 이 RC 시간 지연 구성 요소는 diac 발사를 통해 triac의 ON 시간을 결정하여 diac의 발사 지연에 따라 위상의 특정 섹션에 걸쳐 AC 위상을 절단합니다.

지연이 더 길면 위상의 좁은 부분이 트라이 액을 전환하고 램프를 트리거하여 램프의 밝기가 낮아집니다. 더 빠른 시간 간격을 위해 트라이 액은 AC 위상의 더 긴 기간 동안 전환 할 수 있으므로 램프도 AC 위상의 더 긴 섹션으로 전환되어 더 높은 밝기를 유발합니다.

진폭 트리거 스위치

다른 부분에 의존하지 않고 diac의 가장 기본적인 적용은 자동 전환입니다. ac 또는 dc 전원의 경우 diac은 적용된 전압이 임계 VBO 값보다 낮은 한 높은 저항 (실제적으로 개방 회로)처럼 작동합니다.

이 중요한 VBO 전압 레벨에 도달하거나 초과하는 즉시 diac이 켜집니다. 따라서이 특정 2 단자 장치는 연결된 제어 전압의 진폭을 높이는 것만으로도 켜지고, 결국 전압이 0으로 감소 할 때까지 계속 진행될 수 있습니다. 아래 그림은 1N5411 diac 또는 DB-3 diac를 사용하는 간단한 진폭 감지 스위치 회로를 보여줍니다.

약 35V DC 또는 피크 AC의 전압이 적용되어 diac를 전도로 전환하여 약 14mA의 전류가 출력 저항 R2를 통해 흐르기 시작합니다. 특정 diac은 35V 미만의 전압에서 켜질 수 있습니다.

14mA 스위칭 전류를 사용하면 1k 저항에 생성 된 출력 전압이 14V가됩니다. 공급 소스가 출력 회로 내에 내부 전도성 경로를 포함하는 경우 저항 R1을 무시하고 제거 할 수 있습니다.

회로로 작업하는 동안 출력 응답을 확인하면서 동시에 0에서 점차적으로 증가하도록 공급 전압을 조정하십시오. 공급이 약 30V에 도달하면 장치의 매우 낮은 누설 전류로 인해 출력 전압이 작거나 약간 표시됩니다.

그러나 약 35V에서 diac이 갑자기 중단되고 전체 출력 전압이 저항 R2에 빠르게 나타나게됩니다. 이제 공급 입력을 줄이기 시작하고 그에 따라 출력 전압이 감소하고 입력 전압이 0으로 감소하면 마침내 0이되는 것을 관찰합니다.

0V에서 diac은 완전히 '차단'되어 35V 진폭 레벨을 통해 다시 트리거되어야하는 상황이됩니다.

전자 DC 스위치

이전 섹션에서 자세히 설명한 간단한 스위치도 마찬가지로 공급 전압을 약간 증가시켜 활성화 할 수 있습니다. 따라서 30V의 안정적인 전압이 1N5411 diac에 일관되게 사용될 수 있으므로 diac이 도통 상태에 있지만 여전히 꺼져 있음을 보장합니다.

그러나 약 5V의 전위가 직렬로 추가되는 순간 35V의 항복 전압이 빠르게 달성되어 diac의 발사를 실행합니다.

이 5V '신호'를 제거해도 장치가 켜진 상태에 영향을 미치지 않으며 전압이 0V로 낮아질 때까지 30V 공급을 계속 유지합니다.

위의 그림은 위에서 설명한 증분 전압 스위칭 이론을 특징으로하는 스위칭 회로를 보여줍니다. 이 설정 내에서 1N5411 diac (D1)에 30 볼트가 공급됩니다 (여기서는 편의를 위해이 공급원이 배터리 소스로 표시되지만 30 볼트는 다른 일정한 조정 소스 dc를 통해 적용될 수 있음). 이 전압 레벨에서는 diac을 켤 수 없으며 연결된 외부 부하를 통해 전류가 흐르지 않습니다.

그러나 전위차계를 서서히 조정하면 공급 전압이 서서히 증가하고 마지막으로 diac이 켜지고 전류가 부하를 통과하여 켜질 수 있습니다.

diac이 켜지면 전위차계를 통해 공급 전압을 낮추는 것은 diac에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 전위차계를 통해 전압을 줄인 후 리셋 스위치 S1을 사용하여 diac 전도를 토글하고 원래의 스위치가 꺼진 상태에서 회로를 리셋 할 수 있습니다.

표시된 diac 또는 DB-3은 약 30V에서 유휴 상태를 유지할 수 있으며 자체 발사 작업을 거치지 않습니다. 즉, 일부 장치는 비전도 상태를 유지하기 위해 30V보다 낮은 전압이 필요할 수 있습니다. 같은 방식으로 특정 diac은 증분 스위치 ON 옵션에 대해 5V 이상을 요구할 수 있습니다. 전위차계 R1의 값은 1k Ohms를 넘지 않아야하며 권 선형이어야합니다.

위의 개념은 SCR과 같은 복잡한 3 개의 터미널 장치에 의존하는 대신 간단한 2 단자 diac 장치를 통해 저 전류 애플리케이션에서 래칭 동작을 구현하는 데 사용할 수 있습니다.

전기적으로 래치 된 릴레이

위에 표시된 그림은 입력 신호를 통해 전원이 공급되는 순간 래치 된 상태를 유지하도록 설계된 DC 릴레이의 회로를 나타냅니다. 디자인은 래칭 기계식 릴레이만큼 좋습니다.

이 회로는 이전 단락에서 설명한 개념을 사용합니다. 여기서도 diac은 30V에서 꺼진 상태로 유지되며, 이는 일반적으로 diac 전도에 대해 작은 전압 수준입니다.

그러나 6V 직렬 전위가 diac에 제공되 자마자 후자는 전류를 밀기 시작하여 릴레이를 켜고 래치합니다 (6V 제어 전압이 더 이상 존재하지 않더라도 그 이후의 diac은 계속 켜져 있음).

R1 및 R2를 올바르게 최적화하면 적용된 제어 전압에 따라 릴레이가 효율적으로 켜집니다.

이 후 릴레이는 입력 전압 없이도 래치 된 상태로 유지됩니다. 그러나 표시된 리셋 스위치를 눌러 회로를 이전 위치로 다시 리셋 할 수 있습니다.

릴레이는 저 전류 유형이어야하며 코일 저항이 1k 일 수 있습니다.

래칭 센서 회로

예를 들어 침입자 경보 및 프로세스 컨트롤러와 같은 많은 장치는 일단 트리거되면 켜진 상태로 유지되고 전원 입력이 재설정 될 때만 꺼지는 트리거링 신호를 요구합니다.

회로가 시작 되 자마자 알람, 레코더, 차단 밸브, 안전 장치 및 기타 여러 가지 회로를 작동 할 수 있습니다. 아래 그림은 이러한 유형의 애플리케이션에 대한 예제 디자인을 보여줍니다.

여기에서 HEP R2002 diac은 스위칭 장치처럼 작동합니다. 이 특정 설정에서 diac은 B2를 통해 30V 공급에서 대기 모드를 유지합니다.

그러나 순간 스위치 S1이 토글되어 문이나 창문의 '센서'가 될 수 있으며, 기존 30V 바이어스에 6 볼트 (B1에서)를 기여하여 결과적으로 35 볼트가 다이 악을 발사하고 약 1을 생성합니다. R2에서 V 출력.

DC 과부하 회로 차단기

위의 그림은 DC 공급 전압이 고정 레벨을 초과 할 때 즉시 부하를 끄는 회로를 보여줍니다. 그런 다음 전압이 낮아지고 회로가 재설정 될 때까지 장치가 꺼져 있습니다.

이 특정 설정에서 diac (D1)은 일반적으로 OFF로 전환되고 트랜지스터 전류는 릴레이 (RY1)를 트리거 할만큼 충분히 높지 않습니다.

공급 입력이 전위차계 R1에 의해 설정된 지정된 레벨을 초과하면 diac이 작동하고 diac 출력의 DC가 트랜지스터베이스에 도달합니다.

이제 트랜지스터는 전위차계 R2를 통해 켜지고 릴레이를 활성화합니다.

릴레이는 이제 입력 전원에서 부하를 차단하여 과부하로 인한 시스템 손상을 방지합니다. 그 후 diac은 S1을 잠시 열어서 회로가 리셋 스위치가 될 때까지 릴레이를 계속 켜진 상태로 유지합니다.

처음에 회로를 조정하려면 전위차계 R1 및 R2를 미세 조정하여 입력 전압이 실제로 원하는 diac 발생 임계 값에 도달하면 릴레이가 ON을 클릭하도록합니다.

그 이후의 릴레이는 전압이 정상 수준으로 돌아가고 리셋 스위치가 일시적으로 열릴 때까지 계속 활성화되어야합니다.

회로가 제대로 작동하는 경우 diac '발화'전압 입력은 약 35V 여야합니다 (특정 diacs는 더 작은 전압으로 활성화 될 수 있지만 전위차계 R2를 조정하여 수정되는 경우가 많음) 및 트랜지스터베이스의 dc 전압 약 0.57V (약 12.5mA에서) 여야합니다. 릴레이는 1k 코일 저항입니다.

Ac 과부하 회로 차단기

위의 회로도는 AC 과부하 회로 차단기의 회로를 보여줍니다. 이 아이디어는 앞에서 설명한 dc ​​설정과 동일한 방식으로 작동합니다. AC 회로는 커패시터 C1 및 C2와 다이오드 정류기 D2의 존재로 인해 dc 버전과 다릅니다.

위상 제어 트리거링 스위치

앞서 언급했듯이 diac의 주요 용도는 원하는 장비를 제어하기 위해 triac과 같은 일부 장치에 활성화 전압을 공급하는 것입니다. 다음 구현에서 diac 회로는 다른 많은 응용 프로그램을 찾을 수있는 위상 제어 프로세스입니다. 트라이 악 제어 , 가변 위상 펄스 출력이 필요할 수 있습니다.

위의 그림은 일반적인 diac 트리거 회로를 보여줍니다. 이 설정은 diac의 발사 각도를 근본적으로 조절하며, 이는 R1 R2 및 C1 부품 주변에 구축 된 위상 제어 네트워크를 조작하여 달성됩니다.

여기에 제공된 저항 및 커패시턴스 값은 참고 값일뿐입니다. 특정 주파수 (일반적으로 AC 주전원 라인 주파수)의 경우, R2는 diac 브레이크 오버 전압이 AC 하프 사이클의 선호 지점에 해당하는 순간에 도달하도록 조정됩니다. 출력 펄스를 제공하십시오.

이 후의 다이아 크는 +/- AC 반주기마다이 활동을 계속 반복 할 수 있습니다. 결국 위상은 R1 R2 및 C1뿐만 아니라 ac 소스의 임피던스와 diac 설정이 활성화 된 회로의 임피던스를 통해 결정됩니다.

대부분의 애플리케이션에서이 diac 회로 프로젝트는 회로의 효율성을 파악하기 위해 diac 저항 및 커패시턴스의 위상을 분석하는 데 유용 할 것입니다.

예를 들어, 아래 표는 위 그림에서 0.25µF 정전 용량에 따라 서로 다른 저항 설정에 해당 할 수있는 위상 각을 보여줍니다.

이 정보는 60Hz 용으로 표시됩니다. 저항이 감소함에 따라 표에 표시된 것처럼 트리거 펄스는 공급 전압 사이클의 이전 위치에 계속 나타나며, 이로 인해 사이클 초기에 다이 악이 '발화'되고 훨씬 더 오래 켜진 상태로 유지됩니다. RC 회로에는 직렬 저항과 션트 커패시턴스가 포함되어 있기 때문에 위상은 당연히 지연되어 트리거 펄스가 시간주기 내에서 공급 전압주기 이후에 발생 함을 의미합니다.