深度剖析diac双端器件

diac是一种具有并反半导体层组合的双端器件，无论电源极性如何，都可以通过两个方向触发器件。

直径特性

下图显示了典型diac的特性，该图清楚地揭示了其两个端子上存在击穿电压。

由于diac可以在两个方向或双向上切换，因此许多交流开关电路有效地利用了该功能。

下图说明了图层的内部排列方式，还显示了 diac 的图形符号。值得注意的是，diac 的两个端子都被指定为阳极（阳极 1 或电极 1 和阳极 2 或电极

2），并且该器件没有阴极。

当直径两端的连接电源在阳极1上相对于阳极2为正时，相关层的作用为p1n2p2和n3。

当连接的电源在阳极 2 上相对于阳极 1 为正时，功能层为 p2n2p1 和 n1。

直径点火电压电平

如上图所示，diac 的击穿电压或点火电压在两个端子上似乎非常均匀。但是，在实际设备中，这可能在28 V至42 V之间变化。

点火值可以通过求解数据表中提供的方程的以下项来实现。

VBR1 = VBR2 ± 0.1VBR2

两个终端的当前规格（IBR1和IBR2）似乎也非常相同。对于图中表示的直径

音级的两个电流电平（IBR1和IBR2）在幅度上也非常接近。在上面的示例特性中，这些特性似乎约为

200 uA 或 0.2 mA。

迪亚克应用电路

下面的解释向我们展示了diac在交流电路中的工作原理。我们将尝试从一个简单的110 V AC操作的接近传感器电路中理解这一点。

接近检测器电路

下图显示了使用直径的接近检测器电路。

在这里，我们可以看到一个SCR与负载串联，可编程单结晶体管（PUT）直接与检测探头连接。

当人体靠近传感探头时，会导致探头和地面上的电容增加。

根据硅可编程UJT的特性，当其阳极端子上的电压VA超过其栅极电压至少0.7 V时，它将触发。这会导致器件阳极阴极短路。

根据 1M 预设的设置，diac 遵循输入交流周期并在指定的电压电平下触发。

由于直径的持续点火，UJT的阳极电压VA永远不会增加其栅极电位VG，该VG始终保持在几乎与输入交流电一样高。这种情况使可编程UJT保持关闭状态。

然而，当人体接近传感探头时，它大大降低了UJT的栅极电位VG，使UJT的UJT的阳极电位VA高于VG。这会立即导致 UJT 触发。

发生这种情况时，UJT在其阳极/阴极端子上产生短路，为SCR提供必要的栅极电流。SCR 触发并打开连接的负载，表明传感器探头附近存在人员接近。

自动夜灯

在上图中可以看到使用LDR，三端双向可控硅和Diac的简单自动桅杆灯电路。该电路的工作非常简单，关键的开关工作由diac

DB-3处理。当傍晚时分，LDR上的灯开始下降，由于LDR的电阻增加，导致R1，DB-3结处的电压逐渐上升。

当该电压上升到直径的分接点时，直径点火并驱动三端双向可控硅栅极，从而打开连接的灯。

在早晨，LDR上的光逐渐增加，这导致由于R1/DB-3结电位接地，整个直径的电位减小。当光线足够亮时，LDR电阻导致直径电位降至几乎为零，关闭三端双向可控硅栅极电流，因此灯也关闭。

此处的音调可确保在暮光过渡期间切换三端双向可控硅而不会有太多闪烁。如果没有直径，灯会在完全打开或关闭之前闪烁好几分钟。因此，直径的击穿触发功能得到了彻底的利用，有利于自动照明设计。

调光器

调光器电路可能是使用三端双向可控硅直径组合的最流行的应用。

对于交流输入的每个周期，仅当两端的电位达到其击穿电压时，diac 才会触发。diac

触发的时间延迟决定了三端双向可控硅在相位的每个周期中保持开启状态的时间。这反过来又决定了灯上的电流量和照明。

点火直径的时间延迟由所示的 220 k 电位器调整和 C1

值设置。该RC时间延迟分量确定三端双向可控硅通过直径点火的导通时间，这导致交流相位在相位的特定部分上斩波，具体取决于直径的点火延迟。

当延迟较长时，允许较窄的相位部分切换三端双向可控硅并触发灯，导致灯的亮度较低。为了获得更快的时间间隔，三端双向可控硅被允许切换更长的交流相位，因此灯也被切换到交流相位的较长部分，从而在其上产生更高的亮度。

幅度触发开关

不依赖于任何其他部分的diac的最基本应用是通过自动切换。对于交流或直流电源，只要施加的电压低于临界VBO值，则diac的行为类似于高电阻（实际上是开路）。

一旦达到或超过此临界VBO电压电平，diac就会打开。因此，只需增加附加控制电压的幅度即可打开这种特定的2端子器件，并且可以继续导通，直到最终电压降至零。下图显示了使用1N5411直径或DB-3直径的简单幅度敏感开关电路。

施加大约 35 伏直流或峰值交流的电压，将 ON 的 diac 切换到导通，因此大约 14 mA 的电流开始流过输出电阻 R2。特定的音调可能会在低于

35 伏的电压下打开。

使用 14 mA 开关电流时，1k 电阻两端产生的输出电压达到 14 V。如果电源在输出电路中包含内部导电路径，则可以忽略并消除电阻R1。

使用电路时，尝试调整电源电压，使其从零逐渐增加，同时检查输出响应。当电源达到 30 伏左右时，由于器件的漏电流极低，您会看到很小或很小的输出电压。

但是，在大约 35 伏时，您会发现 diac 突然击穿，电阻 R2

上迅速出现全输出电压。现在，开始降低电源输入，并观察输出电压相应降低，最终在输入电压降至零时达到零。

在零伏时，直径完全“关闭”，并进入需要通过 35 伏幅度电平再次触发的情况。

电子直流开关

上一节中详述的简单开关同样可以通过略微增加电源电压来激活。因此，可以始终对 30N1 直径采用 5411 V 的稳定电压，确保 diac

刚好处于导通状态，但仍处于关闭状态。

然而，当串联添加大约 5 伏的电位时，很快就会达到 35 伏的击穿电压以执行 diac 的点火。

随后移除此 5 伏“信号”对设备的开启情况没有影响，并且它继续保持传导 30 伏电源，直到电压降低到零伏。

上图显示了采用上述增量电压开关理论的开关电路。在此设置中，向 30N1 diac （D5411） 提供 1

伏电源（为方便起见，此处将此电源显示为电池源，但 30

伏可以通过任何其他恒定稳压源直流施加）。在此电压电平下，直径无法导通，并且没有电流通过连接的外部负载运行。

然而，当电位计逐渐调整时，电源电压缓慢增加，最后导通，从而使电流通过负载并将其打开。

一旦音轨接通，通过电位计降低电源电压对音轨没有影响。但是，在通过电位计降低电压后，复位开关S1可用于关闭音调导通，并在原始关闭条件下复位电路。

所示的diac或DB-3将能够在30 V左右保持空闲状态，并且不会经历自燃动作。也就是说，某些音调可能需要低于 30 V

的电压才能使其保持在非诱导状态。以同样的方式，对于增量开关导通选项，特定音调可能需要高于5 V的电压。电位器R1的值不应大于1k欧姆，并且应为绕线型。

上述概念可用于通过简单的双端子直径器件在低电流应用中实现锁存动作，而不是依赖于复杂的三端器件（如 SCR）。

电锁存继电器

上图显示了直流继电器的电路，该电路设计为在通过输入信号供电时保持锁存。该设计与闭锁机械继电器一样好。

该电路利用了上一段中解释的概念。在这里，音相保持关闭在 30 伏，对于音调传导来说，这个电压电平通常很小。

但是，一旦为diac提供6 V串联电位，后者就开始推动电流，从而打开继电器并锁存继电器（之后的diac保持打开状态，即使6伏控制电压不再存在）。

正确优化R1和R2后，继电器将有效地接通，以响应施加的控制电压。

在此之后，即使没有输入电压，继电器也将保持锁存状态。但是，可以通过按下指示的复位开关将电路复位回其先前位置。

继电器必须是低电流类型，线圈电阻可能为 1 k。

闭锁传感器电路

许多设备，例如入侵警报和过程控制器，需要一个触发信号，一旦触发，该信号保持打开状态，并且仅在电源输入复位时关闭。

一旦电路启动，它使您能够操作警报、记录器、截止阀、安全小工具等电路。下图显示了此类应用程序的示例设计。

在这里，HEP R2002 音调的工作原理类似于开关设备。在这种特定的设置中，diac 通过 B30 以 2 伏的电源保持待机模式。

但是，瞬间开关S1被切换，可能是门或窗上的“传感器”，为现有的6 V偏置提供1伏（从B30开始），导致产生的35伏触发音级并在R1上产生约2

V输出。

直流过载断路器

上图显示了一个电路，当直流电源电压超过固定电平时，该电路将立即关闭负载。然后，设备保持关闭状态，直到电压降低并重置电路。

在这种特殊设置中，直径（D1）通常关闭，晶体管电流不足以触发继电器（RY1）。

当电源输入超过电位计R1设定的指定电平时，diac点火，来自diac输出的直流到达晶体管基极。

晶体管现在通过电位计R2接通并激活继电器。

继电器现在断开负载与输入电源的连接，防止因过载而对系统造成任何损坏。之后的音调继续打开，保持继电器打开，直到电路复位开关，通过暂时打开S1。

为了在开始时调整电路，微调电位计R1和R2，以确保一旦输入电压实际达到所需的diac触发阈值，继电器就会点击ON。

之后的继电器必须保持激活状态，直到电压降低到正常水平并且复位开关暂时打开。

如果电路正常工作，diac“点火”电压输入必须在35伏左右（特定的diac可以用较小的电压激活，尽管这通常通过调整电位计R2来校正），晶体管基极的直流电压必须大约为0.57伏（约12.5毫安）。继电器为

1k 线圈电阻。

交流过载断路器

上面的电路图显示了交流过载断路器的电路。这个想法的工作方式与前面{部分解释的dc设置相同。交流电路{不同|变化} 由于电容器 C1 和 C2

以及二极管整流器 D2 的存在。

相控触发开关

如前所述，diac的主要用途是为某些设备（例如三端双向可控硅）提供激活电压，以控制所需的设备。以下实现中的diac电路是一个相位控制过程，除了三端双向可控硅控制之外，还可以找到许多应用，其中可能需要可变相位脉冲输出。

上图显示了典型的直径触发电路。这种设置从根本上调节了直径的发射角度，这是通过操纵围绕零件R1 R2和C1构建的相位控制网络来实现的。

此处提供的电阻和电容值仅作为参考值。对于特定频率（通常是交流电源线路频率），调整R2，以便在对应于交流半周期中首选点的瞬间达到直径击穿电压，在该点中，需要直径接通并提供输出脉冲。

在此之后的直径可能会在每个 +/- AC 半周期中不断重复此活动。最终，相位不仅由R1

R2和C1决定，还由交流源的阻抗和diac设置激活的电路的阻抗决定。

对于大多数应用，此diac电路项目可能有利于分析diac电阻和电容的相位，以了解电路的效率。

例如，下表说明了相位角，根据上图中的0.25 μF电容，相位角可能对应于电阻的不同设置。

显示的信息适用于 60 Hz。 请记住，如表中所示，随着电阻的减小，触发脉冲不断出现在电源电压周期的较早位置，这会导致 diac

在周期的早期“点火”并保持开启更长时间。由于RC电路包括串联电阻和并联电容，因此相位自然是滞后的，这意味着触发脉冲在时间周期内的电源电压周期之后出现。