Revolução Literaria

CONHECENDO O DIAC E O TRIAC

O DIAC

O Diodo de quatro camadas bilateral ou DIAC (Diodo AC) é um dispositivo de quatro camadas que pode conduzir nos dois sentidos quando a tensão e aplicada, tendo aplicações em baixos níveis de potência. Entretanto, a entrada em condução não ocorre devido a um pulso de corrente no gate, mas a partir de uma tensão de disparo aplicada entre seus terminais. As figuras a seguir mostram a característica tensão x corrente e o símbolo comumente utilizado para representação do DIAC.

Quando o DIAC está submetido a uma tensão inferior a VD (tensão de disparo), o mesmo não conduz. Depois de atingido o valor da tensão de disparo, o DIAC entra em condução, mantendo uma pequena tensão entre seus terminais. Para o seu bloqueio é necessário que a corrente assuma valor inferior a IH (corrente de manutenção).

O DIAC pode ser visto como a justaposição de duas estruturas PNPN em ordens inversas (P1N1P2N2 e P2N1P1N3). Cada estrutura é responsável pela condução num sentido, quando disparada. DIAC tem uma estrutura semelhante a do TRIAC, exceto que, não possui o terminal do gate ( da abreviação inglesa DIODO AC).

Basicamente possui cinco camadas P e N. A figura a seguir ilustra sua estrutura interna e respectivos símbolos.

O termo anodo e catodo não se aplica ao DIAC, pois seus terminais são identificados como terminal 2 e terminal 1. Cada terminal opera como anodo ou catodo, de acordo com a polaridade da tensão aplicada.

EXEMPLOS DE UTILIZAÇÂO:

A utilização mais comum com o DIAC é em conjunto com o TRIAC. No entanto existem algumas poucas aplicações interessante em que este componente pode ser usado sozinho. A aplicação mais simples que é uma chave sensível à tensão, também serve de teste para o componente.

O TRIAC

O TRIAC é um componente semicondutor que nasceu da necessidade de se dispor de interruptor controlado, que apresentasse as características funcionais de um SCR, mas que permitisse o controle do ciclo completo da corrente alternada.

A palavra TRIAC é uma abreviação da denominação inglesa Triode AC que significa triodo para corrente alternada. Como o próprio nome indica, o componente dispõe de três eletrodos .

O circuito equivalente e as simbologias normalmente utilizadas são mostrados nas figuras a seguir.

Para se conseguir a operação em AC, utiliza-se dois SCRs em ligação anti-paralela.

As curvas características assemelham-se as dos SCRs exceto que o TRIAC conduz nos quadrantes I e III.

A estrutura de um TRIAC é bem complexa e só pode ser representada em perspectiva. Ela pode ser vista como uma estrutura originariamente de três camadas P2N1P1 onde foram feitas 3 difusões do tipo N: uma N4 em P1 em forma de “L” e as outras duas em P2, retangulares (N2 e N3). Existem 3 contatos metálicos:

MT2: sobre P1 e N4 (superfície inferior)

MT1: sobre N2 e parte de P2 (superfície superior)

G: sobre N3 e parte de P2 (superfície superior)

A figura a seguir mostra a estrutura de um TRIAC. Alguns tracejados foram suprimidos a bem da clareza.

Para compreender o seu funcionamento é conveniente ver essa estrutura separada em duas:

I) Uma principal (sob MT1), idêntica a do DIAC, e responsável pela condução e bloqueio nos dois sentidos, e

II) Uma auxiliar (sob G) que possibilita o disparo do TRIAC comandado por um terminal de controle (PORTA).

O disparo da estrutura principal, a semelhança do DIAC, eleva-se a corrente de emissor do transistor NPN da estrutura de 4 camadas que estiver diretamente polarizada sofre uma elevação, fazendo com que a soma dos α’ s tenda à unidade.

Essa elevação da corrente através do TRIAC pode ser obtida como no DIAC ou, graças a estrutura auxiliar. Injetando-se ou removendo-se uma corrente pelo terminal PORTA (G), independentemente da tensão no terminal MT2.

Existem, portanto 4 modos de disparo do TRIAC via terminal PORTA, levando-se em conta que o referencial é sempre o MT1.

a) Neste caso o terminal MT2 estará positivo em relação a MT1: tensão de gate positiva, provocando a entrada de corrente através deste terminal cujo sentido é considerado positivo;

b) Neste caso o terminal MT2 estará negativo em relação a MT1: e a tensão de disparo será através de um pulso negativo;

c) Neste caso o terminal MT2 estará negativo em relação a MT1: e a tensão de gate positiva, ou seja, com a corrente entrando no componente;

d) Neste caso o terminal MT2 estará positivo em relação a MT1: a corrente de gate sai do componente e neste caso temos uma tensão de gate negativa.

Nas modalidades a e b obtém maior sensibilidade de disparo para o TRIAC em relação às outras possibilidades.

As figuras a seguir mostram os 4 modos de disparo do TRIAC.

Os mecanismos de disparos nos 4 modos envolvem correntes nas 3 direções e é bastante complexo. Para injetar ou remover uma corrente pela porta é preciso aplicar uma tensão de porta (VG-MT1) positiva ou negativa respectivamente. A amplitude dessa tensão necessária para provocar o disparo é pequena (0,8V), apenas o suficiente para polarizar diretamente a junção P2N2 (injeção) ou P2N3 (remoção). A corrente que circula entre os terminais G e MT1 é formada por duas componentes:

I) Uma pela região P2 no “canal” formado entre as regiões N2 e N3 e,

II) Outra pela junção diretamente polarizada (P2N2 ou P2N3).

Esse segundo componente é responsável pelo disparo. Tal como no SCR, para o TRIAC permanecer