Vad är en TRIAC?

En TRIAC är en elektrisk komponent som har två ledningar som används för att ansluta en växelström (AC) och en tredje ledning som används för att trigga enheten. Till skillnad från vissa andra enheter, såsom transistorer och dioder, kan en TRIAC leda ström i båda riktningarna mellan sina två ledande ledningar. Utlösningsdelen av enheten, som kallas dess gate, slår på eller av enheten i varierande grad. Genom att använda grinden i samband med fasen av en växelström kan en TRIAC ställas in så att endast en del av en AC-signal passerar genom den och används ofta i enheter som dimmerbrytare och elektriska motorhastighetskontroller.

Ordet TRIAC, skapat genom att slå ihop triod med AC, var ursprungligen ett handelsnamn som användes av General Electric för sin version av en kiselbaserad, gate-kontrollerad, fullvågs AC-switch. Sedan dess ursprungliga lansering har ordet emellertid blivit det allmänna namnet för alla sådana enheter. I korrekta termer kallas enheterna för dubbelriktade eller bilaterala triodtyristorer. Ibland kallas enheten helt enkelt en tyristor, vilket är bekvämt men inte helt exakt, eftersom enheten i huvudsak är en konfiguration av två tyristorer.

En tyristor är en specialiserad halvledarenhet som vanligtvis är gjord av fyra lager kisel smälta samman. De fyra individuella lagren av kisel behandlas så att de har de alternerande elektriska laddningarna av positiv-negativ-positiv-negativ, eller PNPN. Varje ände av lagren fungerar som en koppling för att komma åt tyristorn. Den positiva änden är enhetens anod och den negativa änden dess katod. En gate-anslutning görs också till det positivt laddade skiktet mellan de två negativt laddade skikten.

Under statiska förhållanden motstår de alternerande laddningsskikten så att en elektrisk ström kan flyta genom tyristorn. Det finns dock en gräns för hur mycket spänning enheten kan motstå. Om spänningen som appliceras på enheten överskrider den gränsen, kommer enheten att ge efter för en effekt som kallas en lavin och börjar leda den elektriska strömmen.

För att styra tyristorn appliceras en negativ spänning på dess gate. Detta ändrar laddningen i det positiva lagret till en mer negativ lutning, vilket kan utlösa en lavin. Genom att variera spänningen vid grinden kan lavinpunkten för tyristorn varieras, vilket tillåter anordningen att endast leda elektrisk ström vid eller över en förutbestämd spänning.

AC-signaler växlar kontinuerligt från full positiv spänning mot noll spänning, sedan mot full negativ spänning, tillbaka mot noll spänning och sedan tillbaka mot full positiv spänning igen. Detta innebär att en AC-signal ständigt ändrar sin spänningsnivå. Som ett resultat, genom att variera gate-spänningen för en tyristor, kan procentandelen av växelspänningen som kan passera genom enheten varieras och kontrolleras.
Tyristorer kan dock bara leda en elektrisk ström i en riktning, vilket kommer att blockera hälften av växelspänningen på samma sätt som en diod skulle göra. För att kunna använda hela växelspänningen är en TRIAC uppbyggd av två tyristorer. Genom att ansluta anoden på en tyristor till katoden på den andra i ena änden, och den återstående katoden och anoden i den andra änden, kan de två enheterna leda en enda AC-spänning i båda riktningarna. De två grindarna, också sammankopplade, tillåter en styrsignal vid grinden att styra en AC-signal som passerar genom TRIAC. På detta sätt kan en TRIAC tillhandahålla vilken som helst önskad del av en växelspänning till en anordning, såsom en motor, och genom att variera grindspänningen, variera motorns hastighet.