INFORME LABORATORIO 3: TRIAC - DIAC

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Miguel Cepeda, Luis Carlos Forero, Jaime Leonardo Duarte

Ingeniería Electromecánica

INFORME LABORATORIO 3: TRIAC - DIAC

Resumen: Los TRIACS y DIACS son componentes utilizados en la electrónica de potencia debido a sus considerables características y sencilla ejecución. Se examinará la conducta de los DIACS y el disparo de los TRIACS en variadas polarizaciones, después se conseguirá examinar cómo actúan estos en variadas situaciones.  

Abstract: TRIACS and DIACS are components used in power electronics due to their considerable characteristics and simple execution. The behavior of the DIACS and the firing of the TRIACS in various polarizations will be examined, and then it will be possible to examine how they act in various situations.

Palabras clave: SEMICONDUCTOR, VOLTAJE DE RUPTURA, CONDUCCIÓN, BIDIRECCIONAL, POLARIDAD, TRIAC, DISPARO, DIAC.

Keywords: SEMICONDUCTOR, BREAKING VOLTAGE, CONDUCTION, BIDIRECTIONAL, POLARITY, TRIAC, TRIP, DIAC.

I. INTRODUCCIÓN

Los mecanismos TRIAC son tri-diodos para obrar con corriente alterna, asimismo son mecanismos semiconductores emparentados con los tiristores, debido a esto la propiedad que los opone es que un tiristor es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. Éste además logra considerarse como un interruptor que posee la suficiencia para conmutar corriente alterna. Los TRIACS tienen tres (3) electrodos MT1, MT2 y una compuerta.

Los DIAC son mecanismos semiconductores dobles de dos (2) conexiones. Aquellos mecanismos son diodos bidireccionales por esencia autodisparables, y solo transportan corriente cuando se rebasa su voltaje de disparo. Por lo general aquellos mecanismos poseen un voltaje de disparo doble que puede variar en torno a 30 V. Aquel mecanismo suplementa el disparo de un TRIAC. Además, posee por lo menos dos (2) terminales A1 que indica ánodo 1 y A2 que indica ánodo 2.

En este informe se estudiará la conducta y algunas propiedades de estos mecanismos.    

II.OBJETIVOS

• Mostrar la conducción bidireccional de un TRIAC.
• Mostrar los cuatro modos de disparo de un TRIAC.
• Mostrar el funcionamiento bidireccional de un DIAC.

III.CUESTIONARIO

1. ¿Cuántas junturas PN compuerta-MT1 hay en un TRIAC?

En un TRIAC se tiene una juntura PN de compuerta-MT1 que está polarizada en directa.

2. Enuncie una serie de similitudes entre el DIAC y el TRIAC.

• Los DIAC se usan normalmente para disparar los TRIAC.
• El uno y el otro se componen de dos (2) compuertas, MT1-MT2 respectivamente.
• Son capaces de disparar en la dirección opuesta.
• Ambos son ideales para trabajar con corrientes alternas.
• Son dispositivos semiconductores.
• Son bidireccionales.

3. ¿Qué ventajas da el disparar un TRIAC por un DIAC?

El DIAC, por ser un mecanismo de disparo por tensión, siempre se excitará al mismo voltaje (su tensión de ruptura), facilitando así un destacado dominio del ángulo de disparo del pulso sobrepuesto a la compuerta del TRIAC. Asimismo ejecutan un dominio de fase en la corriente de los TRIAC.

4. Enliste los modos de disparo del TRIAC.

Debido a que el TRIAC tiene dos (2) ánodos designados (MT1 y MT2) y una compuerta (G), la polaridad del ánodo dos (2) y la polaridad de la compuerta, se mide con respecto al ánodo uno (1).

Puede dispararse desde el cuadrante I o III y a los tipos de disparo se les denomina: I (+), I (-), III (+) y III (-).

DISPARO CUADRANTE I (+)

En este tipo de disparo la polaridad del ánodo MT2 y la de la compuerta son positivas, con respecto al ánodo MT1. Este método es el más común, debido a que la corriente de compuerta circula internamente hasta MT1, en parte por la unión P2N2 y en parte por la zona P2. Se observa como la corriente pasa por la ruta desde MT2 de: P1N1 y P2N2 para llegar a MT1.

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Ilustración 1  Disparo Cuadrante I (+)

DISPARO CUADRANTE III (-)

Este tipo de disparo es aquel en el que el voltaje del ánodo MT2 y el voltaje de la compuerta son negativos con respecto a MT1. Esto hace que el TRIAC conduzca desde MT1 hasta MT2 pasando por la ruta P2N1P1N4.

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Ilustración 2 Disparo Cuadrante III (-)

DISPARO CUADRANTE I (-)

En este tipo de disparo la polaridad del ánodo MT2 es positiva con respecto al ánodo MT1, mientras que la compuerta tiene una polaridad negativa con respecto al ánodo MT1. El TRIAC conduce del ánodo MT2 al MT1, pasando inicialmente por la ruta P1N1P2N3, y después por la ruta principal P1N1P2N2.

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Ilustración 3 Disparo Cuadrante I (-)

DISPARO CUADRANTE III (+)

En este modo el voltaje del ánodo MT2 es negativo con respecto a la del ánodo MT1 y el voltaje de disparo de la

compuerta es positivo con respecto al ánodo MT1. Este método conduce por la ruta P2N1P1N4 de MT1 hacia MT2.

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Ilustración 4 Disparo Cuadrante III (+)

5. Una vez excedido el voltaje de ruptura en un TRIAC. ¿Qué

ocurre internamente en el dispositivo?  

En el momento que se exhibe el suceso de que se supera el voltaje de ruptura, el TRIAC comienza a proceder de forma regenerativa, esto sucede porque se exhibe una corriente creciente bastante grande y el voltaje en los terminales disminuye. Para conservar el transporte, la corriente de retención y la tensión entre terminales deben ser muy bajas.

IV.PROCEDIMIENTO Y ANALISIS DE RESULTADOS

Objetivo 1: Mostrar la conducción bidireccional de un TRIAC.

1. Conecte el circuito de la figura.

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Ilustración 5 Circuito requerido.

1. Ajuste el voltaje de la terminal principal a 6.3 Vca.
2. Ajuste el voltaje de la fuente de compuerta a 6 Vcd.
3. Oprima y retenga S1. Indique si enciende la lámpara.

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Ilustración 6 Encendido de la lámpara (Cuando se oprime y se mantiene S1).

En la figura se puede observar que efectivamente la lámpara se enciende.

Libere S1. ¿Se apaga la lámpara?

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Ilustración 7 Apagado de la lámpara (Cuando se libera S1).

Efectivamente la lámpara se apaga.

¿Porque es necesario mantener oprimido a S1 para que la lámpara se mantenga encendida?

Cuando se dispara un TRIAC, este se mantiene en estado de conducción con la condición de que el voltaje de su terminal no cambie de polaridad (es decir que no cambie de positivo a negativo), sin embargo, si se llega a cambiar de polaridad, en la corriente ocurre lo mismo, por lo que esto ocasiona que caiga su valor por debajo del valor de retención en una dirección antes de restablecerse en la opuesta.

Como en el voltaje del terminal del circuito es en alterna, se requiere disparar de manera continua la compuerta, si esto no ocurre la conducción del TRIAC se daría solo en medio ciclo.

1. Conecte el osciloscopio a través de la lámpara para observar el voltaje de la carga.

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Ilustración 8 Gráfica del voltaje de la carga.

1. Oprima y retenga S1, indique sí la onda de voltaje de

               carga es una onda senoidal completa.

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Ilustración 9 Gráfica del voltaje de la carga.

Efectivamente la onda de voltaje es senoidal, por lo que esto indica que el TRIAC conduce los 360° del voltaje en la terminal.

1. Reduzca todas las fuentes de voltaje a cero.

 Objetivo 2: Mostrar los cuatro modos de disparo de un TRIAC.

1. a) Conecte el circuito de la figura.

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Ilustración 10 Circuito requerido.

b)  Ajuste las fuentes de voltaje de la terminal principal y compuerta a 6 Vcd.

c) Cierre S2 y oprima momentáneamente S1. ¿Se enciende la lámpara?

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