Teória

Diak je trojvrstvová polovodičová súmerná súčiastka, jednobran, ktorej vlastnosti nezávisia od polarity pripojeného napätia. Pri malom napätí medzi vývodmi má diak veľký odpor ako dióda v závernom smere.

Schematická značka diaka

Dôležité charakteristické údaje diaku:
U_B0 - spínacie napätie
I_B0 - spínací prúd
I_FM - maximálny prúd v priepustnom smere
I_RM - maximálny prúd v závernom smere
ΔU - pokles napätia na diaku po zopnutí pri prúde I_F

PN prechod diaka

Popis funkcie diaku

Po dosiahnutí spínacieho napätia U_B02 nastane nedeštruktívny prieraz záverne polarizovaného prechodu, ktorý bol uzavretý. Odpor sa náhle zmenší a prúd v obvode prudko vzrastie. Diak prejde do priepustného stavu. Rovnako sa súčiastka správa aj pri opačnej polarite napätia, činnosť oboch priechodov sa vymení.

Z priebehu voltámpérovej charakteristiky je vidieť, že v priepustnom stave má diak záporný dynamický odpor. Spínacie napätie diaku sa nemôže meniť - je to neriadená súčiastka. Diak sa používa ako pomocná spínacia súčiastka na riadenie tyristorov a triakov a ako prepäťová ochrana.

Tyristor je štvorvrstvová spínacia súčiastka vyrábaná z kremíku, v ktorej sú vytvorené tri nad sebou ležiace prechody PN. Vonkajšia vrstva P je anóda, vonkajšia vrstva N je katóda tyristora. Využíva sa ako riadený spínač v jednosmerných obvodoch alebo ako riadený usmerňovač v obvodoch striedavého prúdu.

PN prechod tyristora

Charakteristické údaje v katalógu
-spínacie napätie U_B
-prídržný prúd I_H
-spínací prúd a spínacie napätie ovládacej elektródy, pri ktorých tyristor spína: I_GT, U_GT
-maximálny prúd v priepustnom smere I_FM
-spínací čas t_on
-vypínací čas t_off

Schematická značka tyristora

Vodivý stav
Tyristor vie prejsť do vodivého stavu iba pri kladnom napätí U_AK.
I_G = 0:
prechod J2 je zatvorený a tyristorom prechádza len záverný prúd, tyristor je v blokovacom stave. K zopnutiu príde v okamihu, keď napätie na tyristore dosiahne veľkosť napätia U_B0. Nastane nedeštruktívny prieraz prechodu J2, (dochádza k ionizácii kryštálovej mriežky) sprevádzaný nárastom prúdu a súčasne poklesom svorkového napätia tyristora na veľkosť podstatne nižšiu než je úroveň napätia U_B0. Tyristor je vo vodivom stave.
I_G > 0:
Zopnutie tyristora môže nastať aj pri nižšom napätí, ako je U_B0. Stačí ak privedieme do oblasti uzavretého prechodu PN (J2) voľné nosiče náboje prúdom zavedeným do riadiacej elektródy G. Podľa voltampérovej charakteristiky je zjavné, že môžeme hodnotou prúdu I_G riadiť veľkosť spínacieho napätia U_B. Ak sa prúd I_G rovná spínaciemu prúdu I_GT, prechádza tyristor pri zväčšovaní kladného napätia na anóde plynule do vodivého stavu. K udržaniu ionizácie kryštálovej mriežky postačí priechod dostatočne veľkého anódového prúdu. Priepustný anódový prúd I_F musí mať väčšiu hodnotu ako prídržný prúd I_H. Prúd I_G môže zaniknúť. Preto je možné uviesť tyristor do trvale vodivého stavu krátkym kladným impulzom prúdu I_G.
I_G ≥ I_GT
Nevznikne blokovací stav a tyristor sa správa ako polovodičová usmerňovacia dióda.

Blokovací stav:
a) Zmenšením anódového prúdu na hodnotu menšiu než hodnota prídržného prúdu I_H
b) Odsatia voľných nosičov náboja z oblasti prechodu J2 veľkým záporným impulzom privedeným medzi riadiacu elektródu G a katódu.
Simulácia funkcie tyristora

Triak je päť-vrstvová polovodičová spínacia súčiastka schopná viesť elektrický prúd oboma smermi.

Schematická značka triaka

Charakteristické hodnoty triaku:
-spínacie napätie U_B0
-bod charakteristiky v priepustnom stave: I_T pri maximálnom úbytku napätia U_T
-maximálny prúd v priepustnom smere I_FM
-maximálny prúd v závernom smere I_RM
-prídržný prúd I_H
-spínací prúd a spínacie napätie ovládacej elektródy, pri ktorých spína triak pri napätí +- U_D: I_GT, U_GT
-spínací čas t_on
-vypínací čas t_off

Popis funkcie triaku:
Zopnutie:
Na hlavných elektródach musí byť napätie väčšie ako U_B0, do riadacej elektródy musí byť privedený prúdový impulz väčší ako spínací prúd I_GT.
Rozopnutie:
Triak sa rozopne, ak prúd triaku klesne pod hodnotu vratného prúdu I_H bez ohľadu na velkosť prúdu riadiacej elektródy. Ak triakom netečie prúd a hodnota prúdu na riadacej elektróde je nižšia než spínací prúd, triak sa rozopne.

PN prechod triaka

Využitie:
-pri regulácii intenzity osvetlenia
-pri regulácii výkonu vyhrievacích telies
-pri regulácii elektromotorov v práčkach, vŕtačkách a ďalších domácich elektrických spotrebičov
Simulácia funkcie triaku