Figura 1: DIAC ou diodo para corrente alternada
O DIAC, ou diodo para corrente alternada, é um interruptor semicondutor bidirecional que conduz a corrente elétrica em ambas as direções.Pertence à família do tiristor e é usado principalmente para desencadear triacs e outros circuitos baseados em tiristores.Um diac começa a realizar quando a tensão aplicada em ele excede sua tensão de ruptura.Diacs vêm em vários pacotes, como componentes discretos com pequenos pacotes com chumbo, pacotes de montagem de superfície e pacotes maiores que podem ser aparafusados a um chassi.Por conveniência, Diacs e TRIACs são frequentemente integrados em pacotes únicos.
Para garantir que o TRIAC seja ativado de maneira regulada e eficiente, é necessária uma diac.Isso é especialmente imperativo para aplicações como controles de aquecedor, controles de velocidade do motor e dimmers leves.O DIAC permanece não condutor até que a tensão CA aumente e exceda a tensão de ruptura.Nesse ponto, o DIAC muda rapidamente de um estado não condutor para um condutor, desencadeando o TRIAC e permitindo que a corrente flua.Essa ação rápida de comutação fornece uma característica de comutação limpa e reduz a distorção harmônica.
Figura 2: Símbolo DIAC
O símbolo DIAC consiste em dois diodos conectados em paralelo, mas orientados em direções opostas, refletindo sua natureza bidirecional.Este símbolo é fundamental para entender sua operação e integrá -lo aos designs.O DIAC possui dois terminais, geralmente rotulados como A1 e A2 ou MT1 e MT2 (onde o MT significa terminais principais).Esses terminais são reversíveis, semelhantes aos de um capacitor de resistor ou cerâmica, simplificar o design do circuito como orientação durante a instalação não é uma preocupação.
Ao contrário de outros tiristores, os Diacs não possuem um terminal de portão de controle.Isso significa que eles trocam de estados com base apenas no nível de tensão nos seus terminais.Quando a tensão excede a tensão de ruptura do DIAC, ela começa a conduzir a corrente em qualquer direção.
Compreender o símbolo DIAC e sua função é dinâmica para os projetistas de circuitos.Por exemplo, ao integrar um diac em um circuito de acionamento do TRIAC, a característica da tensão de malha deve ser considerada.A tensão de ruptura determina quando o DIAC mudará de não condutor para condutor, desencadeando assim o TRIAC.Antes de implementar o DIAC, os engenheiros freqüentemente simulam o comportamento do circuito sob várias circunstâncias de tensão para confirmar sua funcionalidade.
Ao instalar o DIAC, os profissionais garantem que o componente seja colocado corretamente no PCB (placa de circuito impressa), prestando atenção aos terminais.Embora a natureza bidirecional da DIAC torne a orientação menos perigosa, manter um processo de montagem consistente ajuda na solução de problemas e verificação.Técnicas de solda adequadas são usadas para evitar juntas frias que podem afetar o desempenho do DIAC.
Figura 3: Construção de DIAC
A construção do DIAC é semelhante a um transistor, mas com as principais diferenças projetadas para a condução bidirecional.Ao contrário dos transistores, os Diacs não têm um terminal básico, contando apenas com a tensão nos terminais para iniciar a condução.
Um diac típico possui uma estrutura simétrica de cinco camadas feita de materiais semicondutores positivos (P) e negativos (n) negativos.As camadas externas, próximas aos terminais, são fortemente dopadas para um forte contato elétrico e baixa resistência.Esse doping simétrico garante que o diac interruite de forma idêntica para ambas as polaridades de tensão aplicada, fornecendo desempenho consistente, independentemente da direção atual.
A estrutura de cinco camadas pode ser visualizada como PNPNP ou NPNPN, dependendo do design e do fabricante.Quando a tensão CA é aplicada, uma das camadas mais externas fica tendenciosa, enquanto o oposto se torna tendencioso reverso, dependendo da polaridade da tensão.À medida que a tensão atinge o ponto de ruptura, as camadas intermediárias passam por uma quebra de avalanche, fazendo com que o diac se torne condutor e permitir o fluxo atual.
A construção da DIAC suporta a comutação repetitiva sem desgaste significativo, tornando-o confiável para aplicações que precisam de ciclos on-off frequentes, como dimmers leves.Durante a fabricação, o controle preciso sobre os níveis de doping e as espessuras da camada garante que o diac opere dentro de sua faixa de tensão de ruptura especificada, fornecendo desempenho consistente ao longo de sua vida útil.
Compreender a estrutura interna da DIAC ajuda os técnicos e engenheiros no diagnóstico de problemas de circuito.Por exemplo, se um diac não conduzir na tensão esperada, poderá indicar um defeito ou dano a uma das camadas internas.Medir a queda de tensão através da diAc e compará-la com a tensão de malha especificada pode ajudar a avaliar sua condição.
Ao integrar um DIAC em um circuito, o gerenciamento térmico adequado é insistente.O calor excessivo pode degradar as camadas de semicondutores, levando a uma falha prematura.Garantir a dissipação adequada do calor através da montagem adequada e do uso de dissipadores de calor ou pastilhas térmicas é essencial para manter a confiabilidade do diac.
O DIAC opera com base em sua estrutura simétrica e na ativação de suas camadas, dependendo da polaridade de tensão aplicada.Compreender esse princípio está se estabelecendo para usar efetivamente DIACs em aplicações de controle CA.
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MT1 positivo em relação ao MT2
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MT2 positivo em relação ao MT1
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Descrição |
A camada P1 perto de Mt1 fica com tendenciosa, iniciando a condução através da sequência P1-N2-P2-N3 |
A camada p2 perto do MT2 fica com tendenciosa, iniciando a condução através da sequência P2-N2-P1-N1.
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As junções p1-n2 e p2-n3 são de antecedência, permitindo que a corrente passe por eles |
As junções p2-n2 e p1-n1 são de antecedência, facilitar o fluxo de corrente.
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A junção N2-P2 permanece reversa de até que a tensão atinja a tensão de mata-barra do diac, causando avalanche Avaria e ativação do fluxo de corrente.
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A junção N2-P1 permanece reversa de Até a tensão exceder o limiar de ruptura, desencadeando a avalanche quebra e permitir o fluxo atual.
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Gráfico 1: Princípio de funcionamento de DiAc
Para aplicações CA, nas quais a polaridade da tensão alterna regularmente, é necessária condução bidirecional.O DIAC muda entre estados condutores e não condutores com base na tensão aplicada, garantindo operação simétrica em ambas as direções.
O monitoramento dos níveis de tensão no DIAC garante o acionamento adequado.Por exemplo, em um dimmer de controle de fase, o DIAC deve acionar o TRIAC em pontos precisos no ciclo CA para obter escurecimento suave.Os ajustes nos componentes do circuito, como capacitores de tempo e resistores, podem ajustar os pontos de disparo.
Durante a montagem e o teste, verifique se a colocação correta e as conexões seguras da DIAC são vibrantes.Quaisquer conexões soltas ou orientação incorreta, embora menos perigosas devido à bidirecionalidade, podem levar a problemas de acionamento inconsistente e desempenho do circuito.Os técnicos costumam usar osciloscópios para observar a forma de onda e verificar se o diac desencadeia os níveis de tensão corretos, garantindo uma operação confiável.
Figura 4: VI Características de DiAc
A curva característica de VI de um diac é distinta, mostrando uma forma de 'Z' que destaca sua capacidade de condução bidirecional.Essa curva é plotada nos primeiros e terceiros quadrantes, representando as polaridades positivas e negativas da tensão aplicada.
Quando o MT1 é positivo em relação ao MT2, o DIAC começa em um estado de alta resistência com corrente mínima de vazamento, conhecida como estado de bloqueio.À medida que a tensão aumenta para a tensão de quebra do DIAC, as junções internas passam por uma quebra de avalanche, fazendo com que a resistência caia acentuadamente e faça a transição do diac de não condutora para condutiva.Consequentemente, o fluxo de corrente aumenta significativamente e a tensão na diAc diminui abruptamente, marcando o início da condução de MT1 para MT2.
Quando o MT2 é positivo em relação ao MT1, o DIAC começa em um estado de bloqueio de alta resistência com corrente mínima de vazamento.Ao atingir a tensão de avaria negativa, as junções sofrem quebra de avalanche, diminuindo acentuadamente a resistência e a transição para um estado condutor.Consequentemente, o fluxo de corrente aumenta e a tensão através da diAc diminui, permitindo a condução de MT2 para MT1.
Os diacs são necessários nos circuitos TRIAC para abordar problemas de disparo não simétricos, que podem produzir harmônicos indesejados e reduzir a eficiência do circuito.Aqui está um guia detalhado sobre o uso de um diac, enfatizando a aplicação prática e as nuances operacionais.
Figura 5: Projeto de circuito
Ao integrar um diac com um triac, posicione o diac em série com o terminal do portão do TRIAC para permitir o disparo simétrico durante as metades positivas e negativas do ciclo AC.Além disso, selecione uma diAc que tenha uma tensão de ruptura alinhada com os requisitos de disparo do TRIAC para garantir que o diac desencadeia o TRIAC na tensão apropriada, garantindo assim uma operação simétrica consistente.
Quando a tensão CA é aplicada, o DIAC permanece não condutor até que a tensão exceda seu limiar de ruptura.Ao atingir esse limiar, o DIAC se torna condutor, permitindo que a corrente flua para o portão do triac.Essa configuração garante que o TRIAC receba corrente da porta apenas no limite necessário, o que impede que o disparo prematuro ou assimétrico.Como resultado, o triac dispara uniformemente nos ciclos positivos e negativos, minimizando a distorção harmônica e mantendo a estabilidade do sistema.
Disparo inconsistente: se o TRIAC não disparar simetricamente, verifique a operação do DIAC.Meça a tensão em toda a diAc para garantir que ela corresponda à tensão de ruptura especificada.Substitua o diac se ele mostrar sinais de desgaste ou dano.
Distorção harmônica: se harmônicos indesejados estiverem presentes, confirme que o DIAC está posicionado corretamente e que o portão triac está recebendo sinais de acionamento consistentes.Ajuste os valores dos componentes conforme necessário para ajustar os pontos de disparo.
A seleção de um DIAC requer a compreensão de seus principais parâmetros de desempenho:
• Tensão de ruptura (VBO)
Esta é a tensão na qual a diAc muda de não condutora para condutiva.Deve ser alto o suficiente para evitar ativação não intencional, mas baixa o suficiente para uma operação confiável.Escolha VBO com base nas necessidades de segurança e confiabilidade do aplicativo.
• Corrente de ruptura (IBO)
Esta é a corrente mínima necessária para que o DIAC comece a conduzir.Selecione um valor que equilibre sensibilidade e robustez para garantir um acionamento eficaz sem viagens falsas ou falhas prematuras.
• Tensão no estado (VTO)
Esta é a queda de tensão através do DIAC quando está conduzindo.Uma VTO baixa minimiza a perda de energia e indica eficiência durante a condução.
• Corrente no estado (TI)
Isso especifica a corrente máxima que o DIAC pode suportar sem superaquecimento ou dano.Verifique se a classificação de TI da DIAC corresponde ao aplicativo para evitar a sobrecarga térmica e garantir a longevidade.
• Dissipação de energia (PD)
Essa é a potência máxima que o diac pode se dissipar com segurança enquanto conduz.Para evitar temperaturas extremas, o que pode prejudicar o desempenho e a confiabilidade, é necessário gerenciamento eficaz de calor.
• Faixa de temperatura de junção operacional
Esse intervalo define os limites térmicos dentro dos quais o DIAC pode operar de maneira confiável.O desempenho pode se degradar significativamente fora desse intervalo devido a alterações nas propriedades elétricas e aumento do estresse térmico.
• Simetria de tensão de ruptura
Para uma operação confiável em aplicações CA, é necessária simetria na tensão de ruptura.Garanta uma boa simetria para evitar distorções da forma de onda e manter uma operação de circuito eficiente e confiável.
A tensão de disparo, ou tensão de ruptura, para um diac normalmente varia de 28V a 42V.Essa tensão limite é importante para o controle preciso em várias aplicações.Aqui está uma visão detalhada de seu significado e nuances operacionais:
A tensão específica na qual a diAc é interruptora de não condutora para condutiva é necessária para garantir um controle preciso.Essa tensão pode ser encontrada na folha de dados do DIAC e deve atender aos requisitos do aplicativo para o desempenho ideal.
O DIAC também precisa de uma corrente de gatilho, normalmente em torno de 200 µa (0,2 mA), para começar a conduzir.Para um desempenho de circuito confiável e eficaz, a corrente do gatilho no DIAC deve ser definida corretamente.A seleção de uma diAc com a tensão de disparo apropriada e a corrente de gatilho é a chave para alcançar o desempenho confiável nos projetos de circuitos.
Figura 6: DB3 DIAC
O DB3 DIAC é amplamente utilizado para seus parâmetros de desempenho robustos.Aqui está um detalhamento detalhado de suas principais especificações:
• Faixa de tensão de ruptura
O DiC DB3 opera dentro de uma faixa de tensão de ruptura de 28-36V.Esse intervalo o torna adequado para aplicações de média tensão, garantindo controle preciso sobre o ponto de comutação e otimizando a estabilidade e a capacidade de resposta do circuito.
• Corrente de ruptura máxima
A corrente de ruptura máxima é 50 µA.Esse limite de baixa corrente permite o acionamento sensível, aumentando a eficiência em aplicações críticas.
• Tempo máximo de aumento
O tempo de subida para o DiAc DB3 é limitado a 2µs.Para dispositivos que precisam responder rapidamente, como controladores de velocidade do motor e dimmers de iluminação, essa capacidade de comutação rápida é significativa.
• Faixa de temperatura de junção operacional
O DIAC opera com eficiência dentro de uma faixa de temperatura de -40 ° C a +125 ° C.Essa ampla faixa demonstra a adaptabilidade do DIAC a vários ambientes, mantendo o desempenho consistente em condições extremas.
• Corrente no pico repetitivo no estado
O DB3 DIAC pode lidar com um pico repetitivo no estado de 2a a uma frequência de 120Hz.Essa capacidade indica sua força em suportar correntes altas durante operações repetitivas, tornando -o ideal para aplicações envolvendo ciclos de comutação frequentes.
Uma aplicação comum de um diac, como DB3, DB4 ou NTE6408, está em um circuito piscando LED.Este circuito demonstra efetivamente como os DIACs controlam a entrega de energia em aplicações práticas.
Retificação do diodo: Dois diodos 1N4007 convertem corrente alternada (AC) em corrente direta (CC).
Carregamento do capacitor: um capacitor de 47 µF carrega com o CC retificado até que a tensão atinja a tensão de avaria do DIAC.
Figura 7: Conversão CA para CC
Uma vez que a tensão atinge o limiar de avaria da DIAC, o DIAC conduz.O diac condutor desencadeia o LED a ligar.
Figura 8: Ativação de LED
A taxa de piscar do LED pode ser controlada alterando o valor do capacitor.O aumento da capacitância estende o tempo de carga, diminuindo a taxa de piscar.Diminuição da capacitância reduz o tempo de carga, acelerando a taxa de piscar.
Características simétricas de comutação: o DIAC fornece comutação simétrica, o que minimiza a distorção harmônica nos circuitos CA.Isso melhora a integridade da forma de onda e a eficiência geral do aplicativo.
Droga de tensão baixa no estado: em seu estado condutor, o DIAC tem uma queda de baixa tensão, aumentando a eficiência energética.Isso reduz a perda de energia da condução, que importa para aplicações de alta eficiência.
Facilidade de disparar: o diac pode ser ligado facilmente por um pequeno ajuste de tensão.Isso permite um controle simples e responsivo em vários projetos de circuitos.
Controle suave de potência: Quando usado com outros tiristores e triacs, o DIAC permite o controle de energia suave.Isso é benéfico para aplicações que precisam de alterações graduais de energia, como dimmers leves e controladores de velocidade do motor.
Capacidade de energia limitada: o DIAC é um dispositivo de baixa potência.Seu manuseio limitado de energia restringe seu uso a aplicações menores e menos intensivas em energia, geralmente exigindo componentes adicionais para tarefas de alta potência.
Limiar de condução: o diac normalmente não conduz abaixo de aproximadamente 30 volts.Isso limita sua utilidade em aplicações de baixa tensão e deve ser considerado durante o projeto para garantir a compatibilidade.
Incapacidade de bloquear altas tensões: o DIAC não pode bloquear altas tensões.Isso o torna inadequado para aplicações que exigem isolamento de alta tensão, necessitando de soluções alternativas ou componentes de proteção adicionais.
Figura 9: Diferença entre Diac e Triac
Construção e Operação
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DIAC
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Triac
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Um diac tem dois terminais e atua como um interruptor bidirecional sem um terminal de portão.
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Um triac tem três terminais: um portão e Dois terminais principais.
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Isto conduz a corrente somente após a sua tensão de ruptura é alcançada em qualquer direção, tornando -a simples, mas limitada na flexibilidade de controle. |
Conduz atualizado somente após o seu a tensão de ruptura é alcançada em qualquer direção, tornando -a simples, mas Limitada na flexibilidade de controle.
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Aplicação e desempenho |
Normalmente usado com triacs para estabilizar O ângulo de disparo nas duas metades do ciclo AC.
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Aprimorado por diacs para consistente Características de comutação.
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Minimiza distorções harmônicas e disparo não simétrico, o que faz sentido para aplicações como velocidade do motor Controladores e dimmers leves.
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Adequado para aplicações que requerem controle preciso e pode lidar com vários tipos de carga.
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Manuseio e controle de energia |
O dispositivo de baixa potência é adequado para mecanismos de desencadeamento.
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Pode controlar níveis significativos de potência e é versátil em lidar com vários tipos de carga.
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Não pode gerenciar diretamente grandes correntes ou tensões.
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Ideal para aplicações robustas que exigem Controle direto de altas tensões e correntes, como motor industrial Controladores e eletrodomésticos. |
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Proteção e confiabilidade
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Recursos de proteção limitada |
Pode ser equipado com um único peso proteção, melhorando a confiabilidade contra as condições de sobrecarga |
Adequado para aplicações críticas de segurança e adaptável para uma ampla gama de usos elétricos.
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Gráfico 2: DIAC vs. Triac: as diferenças
Diacs são usados principalmente para desencadear triacs ou outros tiristores em aplicações que requerem ativação simétrica.Eles são necessários para sistemas de modulação de temperatura, dimmers de luz e regulação da velocidade do motor nos circuitos de controle de fase.Abaixo estão aplicativos específicos com explicações detalhadas.
Uma rede LC com um capacitor (C1) e um estrangulamento (L) modera a escalada de tensão em todo o TRIAC quando não é condutora.Um potenciômetro (R2) ajusta a tensão nas duas metades do ciclo AC.Um resistor (R4) conectado ao longo do DIAC garante controle suave.O período de condução do TRIAC se correlaciona diretamente com o calor gerado pelo elemento de aquecimento.
Figura 10: Dimmer leve
Um DIAC trabalha com uma rede de mudança de fase RC para gerenciar a operação TRIAC.A configuração RC modula a tensão do portão do TRIAC.Quando a tensão do capacitor (C3) excede o limiar de quebra do DIAC, o DIAC conduz, descarregando C3 e acionando o portão do TRIAC.Ajustar a resistência altera o ângulo de disparo do TRIAC, regulando a intensidade da luz.
Um SCR está em série com a carga.Um transistor de unijunção programável (put) se conecta a uma sonda de detecção.O aumento da capacitância da presença próxima desencadeia o put, que aciona o SCR, ativando a carga.
Figura 11: Circuito automático da lâmpada noturna
Este circuito usa um LDR, TRIAC e DIAC À medida que a luz ambiente diminui, a tensão na junção da diac aumenta.Quando o diac e o gatilho do TRIAC, a lâmpada ilumina.O aumento da luz reduz a tensão, desligando a lâmpada.
Usa um diac para agir um comutador com base na amplitude da tensão de entrada.Quando a tensão excede um limite definido, o DIAC conduz, ativando a carga.Ideal para criar mecanismos de comutação sensíveis à amplitude.
Mantém uma diAc próxima ao limiar de condução com tensão estável.Um ligeiro aumento de tensão faz com que o DIAC conduza até que a tensão retorne a zero.
O diac é não condutor sob tensão estável.O aumento da tensão faz com que o diac conduz, travando o relé até que o sinal pare.
Uma vez desencadeado por um sensor, o DIAC conduz.O circuito permanece acionado até redefinir manualmente.
Desenvolve uma carga quando a tensão de alimentação excede um nível definido.O DIAC é ativado ao detectar o excesso de tensão, desencadear um transistor e retransmitir para cortar a conexão de carga.
Usa capacitores e um retificador de diodo para tensões CA.Protege os sistemas de energia CA.
Emprega um diac para ajustar o ângulo de disparo de um triac.Necessário para situações em que são necessárias saídas de pulso de fase personalizadas.
A capacidade do DIAC de realizar corrente elétrica em ambas as direções ao atingir um limite de tensão específico o torna um componente indispensável nas aplicações de controle CA.Suas propriedades simétricas de comutação garantem distorção harmônica mínima, o que é fundamental para manter a integridade da forma de onda e a eficiência geral do circuito.O exame detalhado da construção da DIAC revela uma sofisticada estrutura de cinco camadas projetada para condução bidirecional, enquanto suas características de VI demonstram as fases operacionais distintas essenciais para o controle preciso.
Aplicações práticas de DIACs, de dimmers de luz a controladores de velocidade do motor, destacam sua versatilidade e eficácia no gerenciamento da entrega de energia em uma variedade de configurações.Ao integrar DIACs aos TRIACs, os engenheiros podem obter uma potência controlada e ajustável, aumentando o desempenho e a confiabilidade dos dispositivos eletrônicos.Compreender as nuances da operação DIAC, da instalação à solução de problemas, permite o desenvolvimento de circuitos eletrônicos robustos e eficientes, garantindo que esses componentes permaneçam importantes no avanço da tecnologia eletrônica moderna.
Um diodo (diodo para corrente alternado) é um dispositivo semicondutor que pode realizar corrente elétrica somente após a sua tensão de ruptura, independentemente da polaridade da tensão aplicada.Isso significa que é um dispositivo bidirecional, permitindo o fluxo de corrente em ambas as direções, uma vez acionado.
Diacs são comumente usados em aplicações envolvendo controle de fase e acionamento para TRIACs (outro tipo de dispositivo semicondutor bidirecional).Eles geralmente são encontrados em dimmers leves, controles de velocidade para motores elétricos e outras aplicações de comutação CA.As diacs ajudam a fornecer um pulso de gatilho estável ao TRIAC, garantindo uma operação confiável.
Um diac é importante porque fornece um mecanismo de acionamento preciso para dispositivos como TRIACs.Ao garantir um pulso de gatilho consistente e estável, os DIAs ajudam a alcançar a comutação suave e controlável das cargas CA.Isso os torna decisivos para aplicações onde é necessário controle preciso da energia, como no escurecimento da luz e controle de velocidade do motor.
Um exemplo comum de um diac é o DB3, que é amplamente utilizado em circuitos eletrônicos para desencadear TRIACs.O DB3 possui uma tensão de ruptura típica de cerca de 30V.Quando a tensão no diário atinge esse nível, ele muda para um estado de baixa resistência, permitindo que a corrente flua e acionando o TRIAC conectado.
Um DIAC é um tipo de interruptor de gatilho bidirecional.Ao contrário de um comutador tradicional que você opera manualmente, um DIAC opera automaticamente com base na tensão aplicada nele.Uma vez que a tensão excede seu limiar de ruptura, o DIAC muda de um estado de alta resistência para um estado de baixa resistência, permitindo que a corrente passe.Essa característica automática de acionamento o torna útil para aplicações precisas de controle em circuitos CA.