Diac và Triac là hai loại linh kiện bán dẫn được sử dụng rất phổ biến trong các loại mạch điện. Hai loại bán dẫn này có cấu tạo, nguyên lý hoạt động như thế nào? Hay Diac và Triac có những ứng dụng gì trong cuộc sống? Hãy cùng mayruaxegiadinh tìm câu trả lời qua bài viết sau đây.
Tìm hiểu Triac là gì?
Triac là gì?
Triac là viết tắt của Triode for alternating Current là một loại linh kiện điện tử được sử dụng nhiều trong đóng cắt dòng điện xoay chiều. Nếu như Transistor chuyên dùng để đóng cắt dòng điện một chiều (DC) thì Triac được dùng để đóng cắt cho dòng xoay chiều (AC). Với những ưu điểm của mình, Triac có thể hoạt động tốt ở cả hai bán kỳ của một dòng xoay chiều.
Ký hiệu của Triac trong mạch điện giống như 2 diode ghép với nhau và có thêm một cực điều khiển G. Giống với Thyristor, Triac là một linh kiện với 3 chân lần lượt là T1, T2 và G.
Đối với Triac, 2 chân T1 và T2 được gọi là Anot 1 và Anot 2, chức năng, vai trò của 2 chân T1, T2 khá giống nhau vì trong dòng điện xoay chiều.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Triac
- Cấu tạo của Triac
Một Triac sẽ tương đương với hai Thyristor được mắc song song ngược chiều nhau có cùng một cực điều khiển. Triac làm việc được với nguồn phân cực cả dương và âm, với 3 chân linh kiện là T2 ( B2), T1 (B1) cho các cực đầu ra và cực điều khiển G nằm gần với cực T1.
Một Triac bao gồm có 5 lớp bán dẫn, tạo nên cấu trúc xen kẽ p-n-p-n theo cả 2 chiều giữa các cực đầu ra T1 và T2 và nếu muốn điều khiển được Triac, ta chỉ cần cấp xung cho cực G.
- Nguyên lý hoạt động của Triac
Hiểu một cách đơn giản Triac giống như một cái chuyển mạch thôi. Nó được cấu tạo tương đương như là 2 Thyristor mắc song song nhưng chiều ngược nhau.
Khi chưa có điện áp điều khiển được đặt vào chân G, lúc này 2 chân MT1 và MT2 sẽ không thông nhau, trạng thái lúc này của Triac là trạng thái tắt. Ngược lại chỉ cần có một dòng kích cực nhỏ cũng có thể kích dẫn cho Triac.
Các loại Triac phổ biến hiện nay
Triac được phân thành 2 loại chính là:
- Triac 4Q là loại tiêu chuẩn có thể kích hoạt được 4 chế độ. Loại Triac 4Q này thường được trang bị thêm các linh kiện bảo vệ bổ sung như điện trở, tụ điện (RC) trên các cực chính cùng với một cuộn cảm được mắc nối tiếp trong thiết bị.
- Triac 3Q lại chỉ có thể được kích hoạt ở góc phần tư 1, 2, 3 của chu kì. Vì không yêu cầu có mạch bảo vệ, loại Triac 3Q có hiệu quả hơn loại tiêu chuẩn 4Q trong các ứng dụng tải mà không kèm điện trở.
Ứng dụng của Triac trong thực tế
Trên thực tế, Triac được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng. Các loại Triac thường được sử dụng trong các yêu cầu đóng và cắt mạch điện xoay chiều (AC) từ công suất thấp cho đến trung bình. Ở những nơi cần phải chuyển đổi mức công suất lớn, người ta thường sử dụng hai Thyristor /SCR vì chúng có thể được điều khiển một cách dễ dàng hơn.
Tuy nhiên, Triac vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng kể sau:
- Ứng dụng trong công tắc điện tử để điều khiển dòng điện xoay chiều
Thông thường, để điều khiển một tải xoay chiều với công suất lớn, nếu ta dùng chuyển mạch bằng tay sẽ rất dễ xảy ra tình trạng tia lửa điện khi tiếp xúc, rất dễ gây cháy nổ. Vì vậy, người ta thường dùng Triac với mục đích dùng một điện áp kích rất nhỏ vào chân điều khiển G của Triac nhưng lại có thể dễ dàng điều khiển được tải xoay chiều công suất lớn. Sau đây là sơ đồ mạch điện sử dụng Triac để làm công tắc điều khiển.
Thay vì đóng cắt trực tiếp tải điện (Load), ta chỉ cần dùng một công tắc nhỏ, với công suất nhỏ để đóng cắt chân điều khiển G của Triac là đã có thể dễ dàng điều khiển được tải công suất lớn.
- Sử dụng Triac trong Dimmer
Nếu các bạn có kiến thức điện tử , thì cái Dimmer này không còn xa lạ gì đúng không nào. Cấu tạo bên trong chỉ gồm có Triac và vài linh kiện cơ bản khác mà nó lại có khả năng giúp điều chỉnh độ sáng, điều chỉnh tốc độ động cơ. Dưới đây là sơ đồ mạch điện của Dimmer.
Đầu vào và đầu ra của Dimmer này đều là điện áp xoay chiều vì vậy khi mắc dòng điện 220V các bạn cần hết sức cẩn thận. Trong mạch sử dụng một biến trở VR1 để thay đổi dòng qua Diac, và thay đổi dòng kích đến chân G của Triac. Điều này dẫn đến sự thay đổi dòng tiêu thụ của tải, dẫn đến thay đổi công suất của tải. Cũng chính là thay đổi độ sáng hoặc tốc độ của động cơ.
Cách đo kiểm tra, xác định chân linh kiện Triac
Để đo và kiểm tra các chân của linh kiện bán dẫn Triac, chúng ta cần sử dụng đồng hồ vạn năng.
Cách xác định chân linh kiện Triac: Ta đo ngẫu nhiên 2 trong 3 chân của Triac ở thang đo điện trở cao (Rx100K), nếu kim lên thì đó chính là chân T1 và G, còn lại sẽ là chân T2. Sau đó bạn đo 2 chân còn lại, trường hợp điện trở nhỏ đi thì cực dương sẽ là chân G, cực âm sẽ là chân T1.
Cách kiểm tra hoạt động của Triac: Ta đặt que đen cực âm đồng hồ vạn năng ở chân T1, cực dương que đó chạm vào 2 chân còn lại, kim sẽ lên. Khi thả que đỏ ở cực G ra, nếu kim vẫn lên thì chứng tỏ Triac hoạt động bình thường, nếu kim quay về 0 ngay thì linh kiện đã bị hỏng.
Tìm hiểu Diac là gì?
Diac là gì?
Diac là gì? Diac viết tắt của Diode AC là một linh kiện bán dẫn với chức năng như một van điện xoay chiều. Nó có đặc điểm là cho dòng xoay chiều đi qua ở cả 2 bán kì là bán kỳ dương và bán kỳ âm của dòng điện xoay chiều AC khi điện áp đặt lên Diac vượt qua một ngưỡng nhất định.
Diac thường được sử dụng nhiều trong các bộ điều áp để điều chỉnh điện áp 1 pha hoặc 3 pha. Hiện nay, loại Diac được sử dụng phổ biến nhất chính là Diac DB3.
Diac có ký hiệu giống như 2 Diode được đặt song song nhưng ngược chiều nhau. Hai chân của Diac được ký hiệu là A1, A2 hoặc MT1, MT2. Do sử dụng được với điện xoay chiều, nên vai trò của 2 chân này là như nhau. Vì vậy khi ta mắc vào trong mạch chúng ta không cần quan tâm quá nhiều đến chiều và ký hiệu các chân.
Các loại Diac phổ biến
Dựa trên cách thức chế tạo người ta có thể chia Diac ra làm 2 loại là cấu trúc 3 lớp và cấu trúc 5 lớp.
Loại Diac 3 lớp khá phổ biến và có điện áp ngắt (break-over voltage) ở khoảng 30V, hoạt động gần như đối xứng nhờ vào tính đối xứng của thiết bị.
Diac 5 lớp không hoạt động giống như loại 3 lớp mặc dù nó có đường cong I-V giống với loại Diac 3 lớp. Có thể xem nó như 2 diode breakover được nối ngược nhau (back-to-back).
Loại Diac 3 lớp được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng, còn loại 5 không phổ biến bằng.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Diac
- Cấu tạo của Diac
Diac được chế tạo dưới dạng cấu trúc 3 lớp hoặc với 5 lớp bán dẫn. Thường Diac loại 3 lớp bán dẫn sẽ được áp dụng nhiều hơn trong thực tế. Ở những Diac với cấu trúc 3 lớp bán dẫn thì chúng sẽ có điện áp đạt ngưỡng khoảng 30V.
So với loại Diac 3 lớp, Diac 5 lớp chỉ khác biệt về đặc tuyến Vôn-Ampe, còn nguyên lý hoạt động hoàn toàn tương tự nhau.
- Nguyên lý hoạt động của Diac
Nguyên lý hoạt động của Diac có thể hiểu một cách đơn giản nhất như sau: Khi bạn đặt một điện áp lớn hơn mức điện áp ngưỡng của Diac (thường khoảng 30V) thì Diac sẽ cho phép dòng xoay chiều chạy qua.
Trên đồ thị trục hoành (là trục nằm ngang) sẽ cho biểu thị giá trị điện áp đặt lên Diac tăng dần theo chiều từ trái sang phải. Trục tung là trục thẳng đứng sẽ biểu thị dòng điện mà Diac cho phép đi qua, chiều tăng dần là từ dưới lên trên.
Nhìn vào đường đặc tuyến (với Màu đỏ), chúng ta có thể đưa ra một số nhận xét như sau:
Khi một điện áp đặt lên Diac chưa đạt tới mức điện áp ngưỡng VBO thì dòng điện qua Diac sẽ rất nhỏ, trường hợp này Diac sẽ tắt.
Khi điện áp đặt lên Diac lớn hơn ngưỡng VBO thì dòng qua Diac lúc này tăng lên, Diac sẽ ở trạng thái dẫn. Đó cũng chính là nguyên lý hoạt động của Diac.
Trong các thiết bị điện tử hiện nay, Diac được thường dùng để tạo tín hiệu kích thích đến một bộ phận nào đó làm việc, chứ ít khi dùng Diac chạy trực tiếp với tải.
Ứng dụng Diac trong thực tế hiện nay
- Ứng dụng Diac trong mạch Dimmer
Mạch Dimmer hay còn được gọi là mạch điều chỉnh độ sáng của đèn rất thông dụng trên thị trường hiện nay, giá dao động chỉ từ vài chục đến vài trăm ngàn cũng có.
Dimmer này rất quen thuộc đối với những người có kiến thức điện tử. Cấu tạo bên trong sẽ có Diac và vài linh kiện cơ bản khác mà nó có thể giúp điều chỉnh độ sáng, điều chỉnh tốc độ của động cơ đó các bạn.
- Ứng dụng Diac trong điều khiển nhiệt độ
Sự kết hợp giữa Triac và Diac sẽ tạo ra mạch điều khiển nhiệt độ cực kỳ hiệu quả.
Một mạch diac-triac điển hình thường được sử dụng để điều khiển nguồn xoay chiều cho lò sưởi. Tụ điện C1 được mắc nối tiếp với cuộn cảm L trên Triac làm chậm đi sự tăng điện áp trên thiết bị khi đang ở trạng thái không hoạt động. Điện trở R4 trên Diac sẽ đảm bảo điều khiển trơn tru ở tất cả các vị trí của chiết áp R2 . Độ dẫn (hay Góc dẫn) của Triac được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh chiết áp R2. Triac dẫn được điện càng nhiều thì đầu ra từ lò sưởi nhiệt càng lớn. Do đó có thể hoàn toàn kiểm soát sản lượng nhiệt từ bộ gia nhiệt.
- Cách đo Diac bằng đồng hồ vạn năng
Đầu tiên chọn chế độ diode trên đồng hồ vạn năng kỹ thuật số: Kết nối hai đầu dò của đồng hồ vạn năng với Diac. Que dò màu đỏ của đồng hồ nối sẽ với chân MT1 của Diac. Que dò màu đen nối với chân MT2. Kết quả đọc của đồng hồ vạn năng sẽ là OL hoặc 1.
Thay đổi các cực của đồng hồ vạn năng. Que dò màu đỏ nối với chân MT2 của Diac. Que dò màu đen nối với chân MT1. Kết quả đọc của đồng hồ vạn năng sẽ là OL hoặc 1.
Nếu bạn nhận được giá trị đọc ở phân cực thuận là 0000 hoặc bất kỳ giá trị nhỏ nào khác và phân cực nghịch là 0000 hoặc giá trị thấp thì Diac đã bị lỗi và cần được thay thế.
Bài viết bên trên là những thông tin khái quát nhất về Diac và Triac, đặc điểm cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của hai loại linh kiện bán dẫn trên. Hy vọng qua bài viết bạn đã có thêm những kiến thức thú vị, bổ ích có thể áp dụng trong cuộc sống, công việc học tập nghiên cứu. Chúc các bạn thành công.
