Qu’est-ce qu’un Diac ?

Le Diode AC switch, ou Diac pour abréger, est un autre dispositif semi-conducteur à trois couches et à deux jonctions. Contrairement au transistor, le Diac n’a pas de connexion de base, ce qui en fait un dispositif à deux terminaux, étiquetés A₁ et A₂.

Les Diacs sont des composants électroniques qui n’offrent pas de contrôle ni d’amplification, mais agissent beaucoup comme un diode de commutation bidirectionnelle, car ils peuvent conduire le courant dans les deux polarités d’une alimentation AC appropriée.

Applications des Diacs dans les circuits de contrôle

Dans notre tutoriel sur les SCR et les Triacs, nous avons vu que, dans les applications de commutation ON-OFF, ces dispositifs pouvaient être déclenchés par des circuits simples produisant des courants de porte à état stable, comme illustré ci-dessous.

Lorsque l’interrupteur S1 est ouvert, aucun courant de porte ne circule et la lampe est « ÉTEINTE ». Lorsque l’interrupteur S1 est fermé, le courant de porte I_G circule et le SCR conduit uniquement lors des demi-cycles positifs, car il fonctionne dans le quadrant Ι.

Nous nous rappelons également qu’une fois que le SCR est activé « ON », il ne sera désactivé à nouveau que lorsque sa tension d’alimentation sera inférieure à une valeur telle que son courant d’anode, I_A, soit inférieur à la valeur de son courant de maintien, I_H.

Si nous souhaitons contrôler la valeur moyenne du courant de la lampe plutôt que de simplement l’allumer ou l’éteindre, nous pourrions appliquer une courte impulsion de courant de porte à un point de déclenchement préétabli pour permettre à la conduction du SCR de se produire sur une partie seulement du demi-cycle. La valeur moyenne du courant de la lampe serait alors modifiée en changeant le temps de retard, T, entre le début du cycle et le point de déclenchement. Cette méthode est communément connue sous le nom de « contrôle de phase ».

Contrôle de phase avec le Diac

Pour réaliser le contrôle de phase, deux choses sont nécessaires. Premièrement, un circuit de décalage de phase variable (généralement un circuit RC passif) et deux, une forme de circuit ou dispositif de déclenchement capable de produire l’impulsion de porte requise lorsque l’onde retardée atteint un certain niveau. Un tel dispositif semi-conducteur solide conçu pour produire ces impulsions de porte est le Diac.

Le Diac est construit comme un transistor, mais n’a pas de connexion de base, ce qui lui permet d’être connecté dans un circuit dans n’importe quelle polarité. Les Diacs sont principalement utilisés comme dispositifs de déclenchement dans les applications de déclenchement de phase et de contrôle de puissance variable, car un diac aide à fournir une impulsion de déclenchement plus nette et plus instantanée (par opposition à une tension montée régulièrement) utilisée pour activer le dispositif de commutation principal.

Caractéristiques du Diac

Le symbole diac et les courbes de caractéristiques tension-courant du diac sont présentés ci-dessous.

Symbole Diac et Caractéristiques I-V

Nous pouvons voir ci-dessus que les courbes de caractéristiques I-V du diac montrent que le diac bloque l’écoulement du courant dans les deux directions jusqu’à ce que la tension appliquée soit supérieure à V_BR, moment auquel la défaillance du dispositif se produit et le diac conduit fortement, de manière similaire à la diode zener, en passant une impulsion de tension soudaine. Ce point V_BR est appelé tension de rupture ou tension de dépassement du Diac.

Applications du Diac

Comme mentionné précédemment, le diac est couramment utilisé comme dispositif de déclenchement à état solide pour d’autres dispositifs de commutation semi-conducteurs, principalement les SCR et les triacs. Les triacs sont largement utilisés dans des applications comme les variateurs de lampes et les contrôleurs de vitesse de moteur, et le diac est utilisé en conjonction avec le triac pour fournir un contrôle de pleine onde de l’alimentation AC comme montré ci-dessous.

Contrôle de Phase AC avec le Diac

À mesure que la tension de l’alimentation AC augmente au début du cycle, le condensateur C est chargé à travers la combinaison en série de la résistance fixe R1 et du potentiomètre VR₁, et la tension aux bornes de ses plaques augmente. Lorsque la tension de charge atteint la tension de dépassement du diac (environ 30 V pour le ST2), le diac se décompose et le condensateur se décharge à travers le diac.

La décharge produit une impulsion soudaine de courant, laquelle déclenche la conduction du triac. L’angle de phase auquel le triac est déclenché peut être modifié en utilisant VR1, qui contrôle le taux de charge du condensateur. La résistance R1 limite le courant de porte à une valeur sûre lorsque VR1 est à son minimum.

Une fois le triac déclenché, il est maintenu dans son état « ON » par le courant de la charge qui y circule, tandis que la tension à travers la combinaison résistance-condensateur est limitée par la tension « ON » du triac et est maintenue jusqu’à la fin du demi-cycle en cours de l’alimentation AC.

Résumé du tutoriel sur le Diac

Dans ce tutoriel sur le diac, nous avons constaté que le diac tel que le ST2 ou le DB3 est un dispositif à deux terminaux qui peut conduire dans les deux sens. Les Diacs possèdent des caractéristiques de résistance négative, ce qui leur permet de s’allumer rapidement une fois qu’un certain niveau de tension appliquée est atteint.

Étant donné que le diac est un dispositif bidirectionnel, lorsqu’il est associé à la série de triacs BTAxx-600A ou IRT80, il s’avère utile en tant que dispositif de déclenchement dans le contrôle de phase et dans des circuits AC généraux tels que des variateurs de lumière et des contrôles de vitesse de moteur.

Les quadracs ne sont rien d’autre que des triacs avec un diac connecté en interne. Comme pour les triacs, les quadracs sont des commutateurs AC bidirectionnels contrôlés par la porte pour n’importe quelle polarité de tension aux terminaux principaux.