نوشته شده توسط
علیرضا عزیزمند
ترایاک (TRIAC) یک قطعه الکترونیکی است که می‌تواند جریان الکتریکی را در هر دو جهت از خود عبور دهد. ترایاک را می‌توان دو تریستور مکمل دانست که به صورت موازی اما در جهت برعکس به هم متصل شده‌اند و گیت آنها نیز به یکدیگر متصل شده‌است.
عملکرد ترایاک
ترایاک از سه الکترود تشکیل شده است: آند (Anode)، کاتد (Cathode) و گیت (Gate). الکترودهای آند و کاتد به نیمه‌هادی نوع N یا P متصل هستند و الکترود گیت از طریق یک لایه نازک اکسید از نیمه‌هادی اصلی جدا شده است.
جریان بین آند و کاتد با ولتاژ گیت کنترل می‌شود. زمانی که ولتاژ گیت به مقدار خاصی برسد، کانالی بین آند و کاتد تشکیل می‌شود و جریان از این کانال عبور می‌کند. عملکرد ترایاک شبیه به عملکرد تریستور است. با این حال، ترایاک یک قطعه دو طرفه است که می تواند جریان را در هر دو جهت هدایت کند. این به این دلیل است که ترایاک از دو تریستور معمولی تشکیل شده است که به صورت موازی معکوس با یک گیت مشترک متصل شده اند.
ترایاک دارای سه ترمینال است:
- ترمینال اصلی 1 (1MT)
- ترمینال اصلی 2 (2MT)
- ترمینال گیت (G)
ترمینال های اصلی 1MT و 2MT به دو ناحیه N و P نیمه هادی متصل می شوند. ترمینال گیت به هر دو ناحیه N و P متصل می شود. ترایاک در حالت قطع قرار دارد تا زمانی که به آن سیگنال گیت اعمال شود. سیگنال گیت یک پالس جریان کوچکی است که به ترمینال گیت اعمال می شود. این پالس جریان باعث می شود که ترایاک به حالت هدایت تبدیل شود.
هنگامی که ترایاک در حالت هدایت است، جریان می تواند از هر یک از دو ترمینال اصلی به دیگری عبور کند. ترایاک در حالت هدایت باقی می ماند تا زمانی که جریان اصلی به کمتر از جریان نگهدارنده کاهش یابد. جریان نگهدارنده جریان حداقلی است که باعث می شود ترایاک در حالت هدایت باقی بماند.
ترایاک را می توان برای کنترل جریان در مدارهای جریان متناوب (AC) استفاده کرد. به عنوان مثال، می توان از ترایاک برای کنترل روشنایی لامپ های فلورسنت، سرعت موتورها یا دمای اجاق گاز استفاده کرد.
در اینجا چند مثال از کاربردهای ترایاک آورده شده است:
- کنترل روشنایی لامپ های فلورسنت
- کنترل سرعت موتورها
- کنترل دمای اجاق گاز
- کنترل روشنایی چراغ های راهنمایی
- کنترل جریان در مدارهای الکترونیکی
ترایاک ها مزایای متعددی نسبت به سایر قطعات کنترل جریان مانند تریستورها دارند. آنها می توانند جریان را در هر دو جهت هدایت کنند، که آنها را برای استفاده در مدارهای جریان متناوب مناسب می کند. همچنین دارای قدرت جریان بالاتر و ولتاژ نگهدارنده بالاتری نسبت به تریستورها هستند.
کاربردهای ترایاک
ترایاک‌ها در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای ترایاک عبارتند از:
کنترل روشنایی: ترایاک‌ها می‌توانند برای کنترل روشنایی لامپ‌های الکتریکی استفاده شوند.
کنترل موتورها: ترایاک‌ها می‌توانند برای کنترل سرعت موتورها استفاده شوند.
کنترل توان: ترایاک‌ها می‌توانند برای کنترل توان در مدارهای منبع تغذیه استفاده شوند.
مقایسه ترایاک با تریستور
ترایاک شباهت‌های زیادی با تریستور دارد، اما تفاوت‌های کلیدی نیز بین این دو قطعه وجود دارد. یکی از تفاوت‌های اصلی بین ترایاک و تریستور این است که ترایاک می‌تواند جریان الکتریکی را در هر دو جهت از خود عبور دهد، در حالی که تریستور فقط می‌تواند جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور دهد.
تفاوت دیگر بین ترایاک و تریستور این است که ترایاک دارای دو گیت است، در حالی که تریستور فقط دارای یک گیت است.
به دلیل این تفاوت‌ها، ترایاک‌ها در کاربردهایی که نیاز به کنترل جریان الکتریکی در هر دو جهت وجود دارد، مانند کنترل روشنایی و کنترل موتورها، کاربرد بیشتری نسبت به تریستورها دارند.
نماد TRIAC چیست؟
نماد ترایاک شبیه به نماد تریستور است، با این تفاوت که دو گیت دارد. گیت‌های ترایاک معمولاً با حروف G1 و G2 نشان داده می‌شوند.
در نماد ترایاک، آند با یک خط عمودی و کاتد با یک خط افقی نشان داده می‌شود. گیت G1 معمولاً در سمت راست آند و گیت G2 معمولاً در سمت چپ کاتد نشان داده می‌شود. در زیر نماد ترایاک نشان داده شده است:
در این نماد، آند با خط عمودی، کاتد با خط افقی، گیت G1 با خط عمودی کوتاه در سمت راست آند و گیت G2 با خط عمودی کوتاه در سمت چپ کاتد نشان داده شده است.
ترایاک‌ها معمولاً در مدارهای الکترونیکی با استفاده از این نماد نشان داده می‌شوند.
ساختار ترایاک
ترایاک (TRIAC) یک قطعه الکترونیکی است که از سه الکترود تشکیل شده است: آند (Anode)، کاتد (Cathode) و گیت (Gate). الکترودهای آند و کاتد به نیمه‌هادی نوع N یا P متصل هستند و الکترود گیت از طریق یک لایه نازک اکسید از نیمه‌هادی اصلی جدا شده است.
ترایاک را می‌توان دو تریستور مکمل دانست که به صورت موازی اما در جهت برعکس به هم متصل شده‌اند و گیت آنها نیز به یکدیگر متصل شده‌است.
در زیر ساختار ترایاک نشان داده شده است:
در این ساختار، نیمه‌هادی‌های نوع N با رنگ آبی و نیمه‌هادی‌های نوع P با رنگ قرمز نشان داده شده‌اند. گیت G1 با خط عمودی کوتاه در سمت راست آند و گیت G2 با خط عمودی کوتاه در سمت چپ کاتد نشان داده شده است.
ترایاک‌ها معمولاً در مدارهای الکترونیکی با استفاده از این ساختار نشان داده می‌شوند.
کنترل فاز با ترایاک
کنترل فاز با ترایاک یک روش برای کنترل جریان در مدارهای جریان متناوب (AC) است. در این روش، ترایاک در یک زمان خاص از نیم سیکل AC روشن می شود. مدت زمانی که ترایاک روشن است به عنوان زاویه هدایت شناخته می شود.
زاویه هدایت را می توان با استفاده از یک سیگنال خارجی کنترل کرد. این سیگنال خارجی معمولاً یک پالس جریان کوچکی است که به ترمینال گیت ترایاک اعمال می شود.
با کنترل زاویه هدایت، می توان جریانی را که از بار عبور می کند، کنترل کرد. به عنوان مثال، با کاهش زاویه هدایت، جریانی که از بار عبور می کند کاهش می یابد. این امر باعث کاهش روشنایی لامپ های فلورسنت، سرعت موتورها یا دمای اجاق گاز می شود.
در اینجا یک مدار ساده کنترل فاز با ترایاک آورده شده است:
مدار کنترل فاز با ترایاک
در این مدار، ترایاک در سری با بار قرار گرفته است. یک منبع AC سینوسی به ترمینال های اصلی 1MT و 2MT ترایاک اعمال می شود. یک سیگنال پالس جریان کوچکی به ترمینال گیت ترایاک اعمال می شود.
سیگنال پالس جریان توسط یک مدار زمان‌سنج تولید می شود. مدار زمان‌سنج طوری تنظیم می شود که سیگنال پالس جریان را در یک زمان خاص از نیم سیکل AC اعمال کند.
با تنظیم زمان‌سنج، می توان زاویه هدایت را کنترل کرد.
کنترل فاز با ترایاک یک روش موثر و قابل اطمینان برای کنترل جریان در مدارهای AC است. این روش برای کاربردهای مختلفی مانند کنترل روشنایی، کنترل سرعت موتورها و کنترل دما استفاده می شود.