Centro de Enseñanza Técnica Industrial

TRIAC

   
 

El TRIAC (triode AC conductor) es un semiconductor capaz de bloquear tensión y conducir corriente en ambos sentidos entre los terminales principales T1 y T2. Su estructura básica y símbolo aparecen en la fig.8. Es un componente simétrico en cuanto a conducción y estado de bloqueo se refiere, pues la característica en el cuadrante I de la curva UT2-T1 --- iT2 es igual a la del cuadrante III. Tiene unas fugas en bloqueo y una caída de tensión en conducción prácticamente iguales a las de un tiristor y el hecho de que entre en conducción, si se supera la tensión de ruptura en cualquier sentido, lo hace inmune a destrucción por sobretensión

Fundamentalmente es un Diac con una terminal de compuerta, es decir, actúa como dos SCR en paralelo. Por eso, el Triac puede controlar la corriente en cualquier dirección.

 

 

Simbolo Gráfico

 

Las características del Triac en el 1er. Y 3er. Cuadrantes, son diferentes a las del Diac, la corriente de sostenimiento en cada dirección no está presente en las características del Diac.

 

El voltaje de rompimiento a saturación es generalmente alto, así que la forma común de encender un Triac es aplicando un disparo de polarización directa.

Si v tiene la polarización mostrada, tenemos que aplicar un disparo positivo; esto cierra el cerrojo izquierdo.

 

 

 

 

Cuando tiene la polaridad opuesta, un disparo negativo es necesario, cerrando el cerrojo de la derecha

 

Se puede considerar a un TRIAC como si fueran dos SCR conectados en antiparalelo, con una conexión de compuerta común, como se muestra en el ejercicio siguiente.

Dado que el TRIAC es un dispositivo bidireccional, no es posible identificar sus terminales como ánodo y cátodo. Si la terminal MT2 es positiva con respecto a la terminal MT1, se activará al aplicar una señal negativa a la compuerta, entre la compuerta y la terminal MT1.

No es necesario que esten presentes ambas polaridades en las señales de la compuerta y un TRIAC puede ser activado con una sola señal positiva o negativa de compuerta. En la práctica, la sensibilidad varía de un cuadrante a otro, el TRIAC normalmente se opera en el cuadrante I (voltaje y corriente de compuerta positivos) o en el cuadrante III (voltaje y corriente de compuerta negativos).

 
 
 
 

   
 

MODOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN TRIAC:

El TRIAC puede ser disparado en cualquiera de los dos cuadrantes I y III mediante la aplicación entre los terminales puerta y T1 de un impulso positivo o negativo. Esto le da una facilidad de empleo grande y simplifica mucho el circuito de disparo. A continuación se verán los fenómenos internos que tienen lugar en los cuatro modos de disparo posibles.

Modo I + : Terminal T2 positiva con respecto a T1.
Intensidad de puerta entrante.

Funcionan las capas P1N1P2N2 como tiristor con emisor en corto circuito, ya que la metalización del terminal del cátodo cortocircuita parcialmente la capa emisora N2 con la P2.
La corriente de puerta circula internamente hasta T1 , en parte por la unión P2N2 y en parte a través de la zona P2. Se produce la natural inyección de electrones de N2 a P2 que es favorecida en el área próxima a la puerta por la caída de tensión que produce en P2 la circulación lateral de corriente de puerta. Parte de los electrones inyectados alcanzan por difusión la unión P2N1, que bloquea el potencial exterior, y son acelerados por ella iniciándose la conducción.

Modo I - : Terminal T2 positivo respecto a T1.
Intensidad de puerta saliente.

El disparo es similar al de los tiristores de puerta de unión. Inicialmente conduce la estructura auxiliar P1N1P2N3 y luego la principal P1N1P2N2.

El disparo de la primera se produce como un tiristor normal actuado T1 de puerta y P de cátodo. Toda la estructura auxiliar se pone a la tensión positiva de T2 y polariza fuertemente la unión P2N2 que inyecta electrones hacia el área de potencial positivo. La unión P2N1 de la estructura principal que soporta la tensión exterior, es invadida por electrones en la vecindad de la estructura auxiliar, entrando en conducción.

Modo III + : Terminal T2 negativo respecto a T1.
Intensidad de puerta entrante.

El disparo tiene lugar por el procedimiento llamado de puerta remota. Entra en conducción la estructura P2N1P1N4.
La inyección de electrones de N2 a P2 es igual a la descrita en el modo I +. Los que alcanzan por difusión la unión P2N1 son absorbidos por su potencial de unión, haciéndose más conductora. El potencial positivo de puerta polariza más positivamente el área de la unión P2N1 próxima a ella que la próxima a T1, provocándose una inyección de huecos desde P2 a N1 que alcanza en parte la unión N1P1 encargada de bloquear la tensión exterior y se produce la entrada en conducción.

Modo III - : Terminal T2 negativo respecto a T1.
Intensidad de puerta saliente.

También se dispara por el procedimiento e puerta remota, conduciendo las capas P2N1P1N4.

La capa N3 inyecta electrones en P2 que hacen más conductora la unión P2N1. La tensión positiva de T1 polariza el área próxima de la unión P2N1 más positivamente que la próxima a la puerta. Esta polarización inyecta huecos de P2 a N1 que alcanzan en parte la unión N1P1 y la hacen pasar a conducción.

Los cuatro modos de disparo descritos tienen diferente sensibilidad. Siendo los modos I + y III - los más sensibles, seguidos de cerca por el I -. El modo III + es el disparo más difícil y debe evitarse su empleo en lo posible.
El fabricante facilita datos de características eléctricas el bloqueo, conducción y de dispar por puerta de forma similar a lo explicado para el tiristor

 
   
   

 

APLICACIONES

 

La figura muestra un circuito con un Triac, que se utiliza para controlar la corriente a través de una carga grande. R1 y C, modifican el ángulo de fase en la señal de compuerta, debido a este corrimiento de fase, el voltaje de la compuerta esta atrasado con respecto al voltaje de línea un ángulo entre 0º y 90º.

El voltaje de línea tiene un ángulo de fase de 0º mientras que el voltaje de la compuerta esta atrasado. Cuando este voltaje de la compuerta es suficientemente grande para alimentar la corriente de disparo, el Triac conduce. Una vez encendido el Triac, continua conduciendo hasta que el voltaje de línea regresa a cero, debido a que R1 es variable, el ángulo de fase del voltaje de línea se puede controlar por medio de la carga. Un control como este es muy útil en calentadores industriales, alumbrado y otras aplicaciones de potencia alta.