Triac

Triac ist eine englische Abkürzung für Triode for Alternating Current. Auf deutsch sind auch die Begriffe Zweirichtungs-Thyristortriode oder Symistor zu finden. Es handelt sich um ein elektronisches Bauteil mit Halbleiterschichtstruktur, das vom Prinzip her eine Antiparallelschaltung von zwei Thyristoren darstellt. Das ermöglicht es, Wechselstrom zu schalten, wohingegen ein einzelner Thyristor nur in einer Richtung schalten kann und somit in eingeschaltetem Zustand wie eine Diode wirkt. Der Triac wird über das Gate gezündet und bleibt solange leitend, bis der Haltestrom unterschritten wird.

Aufbau

Ein Triac hat eine Steuerelektrode G (engl. gate) und zwei Hauptelektroden H1 und H2 (im engl. MainTerminal, MT1 und MT2) wobei Hauptelektrode H2 (MT2) in der Regel eine direkte Verbindung mit dem Gehäuse hat. Damit für die beiden Thyristoren ein Steueranschluss ausreicht, sind in Triacs zwei Zünd- oder Hilfsthyristorenstrecken eingebaut, damit er mit positivem und negativem Steuerimpuls in den niederohmigen Zustand gekippt werden kann.

Zwar suggeriert die Analogie der antiparallelen Thyristoren, dass H1(MT1) und H2(MT2) gleichwertig sind und beliebig getauscht werden können; das ist jedoch nicht der Fall, da der interne Aufbau asymmetrisch ist und H1(MT1), wie auch im Schaltbild angedeutet, eine direkte Verbindung zum Gate hat. Daher bezieht sich die Steuerspannung immer auf H1(MT1). Ein Triac kann mit positivem wie auch negativem Gatestrom getriggert werden. Jedoch muss beachtet werden, dass die Zündempfindlichkeit einerseits von der Gatestrompolarität als auch von der Polarität an H1(MT1) und H2(MT2) abhängt. Man bezeichnet die Zündarten mit I+, I-, III+ und III- in Bezug zur zugehörigen Ausgangskennlinie. Die größte Zündempfindlichkeit haben Triacs in der Regel in der Zündart I+ und III-, die Zündart I- benötigt einen etwas höheren und III+ einen deutlich höheren Gatestrom zum Zünden.

3-Quadrant TRIACs zünden überhaupt nur in den ersten 3 Quadranten und in der Zündart III+ nicht. Diese gibt es für direkte Ansteuerung über Logikbausteine mit geringerem Gatestrom (bekannt als "Logic Level") oder auch mit verbesserten Löscheigenschaften speziell für induktive Lasten (bekannt als "Snubberless", da sie ohne weitere Bauteile verwenbar sind).

Triacs können nicht für sehr große Ströme hergestellt werden, deshalb werden im Bereich der Leistungselektronik immer noch einzelne Thyristoren eingesetzt.

Opto-Triac

Der Opto-Triac (auch Foto-Triac genannt) besteht aus zwei antiparallel angeordneten Foto-Thyristoren, die optisch eingeschaltet werden. Anstelle der Steuerelektrode wird eine Leuchtdiode verwendet, um die p-n-Übergänge über den fotoelektrischen Effekt mit Ladungsträgern zu fluten und damit leitend zu machen. Das ermöglicht eine galvanische Trennung zwischen Steuer- und Laststromkreis, wodurch Lasten wie z. B. die Glühlampen einer Lichtorgel gefahrlos mit der Kleinspannungsquelle der Ansteuerungselektronik (typ. 5–12 V) angesteuert werden können.

Anwendungen

Die Einsatzgebiete liegen vor allem im Bereich der Phasenanschnittsteuerungen als typische Variante der Leistungsstellung im Wechselspannungsbereich, wie beispielsweise zur Helligkeitssteuerung von Glühlampen (Dimmer), Lichtorgeln oder Drehzahlstellung von Universalmotoren. Letztere werden z. B. in Elektrowerkzeugen, elektromotorischen Haushaltsgeräten und vielem mehr sehr häufig eingesetzt, wo verlustarme Drehzahlstellung und hohe Anlaufmomente benötigt werden. Opto-Triacs finden in Halbleiter-Relais Anwendung, wo sie zum galvanisch getrennten Schalten des eigentlichen Schaltelements (Leistungsthyristoren oder -triac) verwendet werden. Durch ihre kompakte Bauform, geringe Herstellungskosten und dadurch, dass durch Verwendung von Lichtleitern eine im Prinzip beliebig hohe Isolationsspannung erreicht werden kann, haben Opto-Triacs die vorher dafür verwendeten Zündübertrager verdrängt. In seltenen Fällen, wenn nur eine sehr kleine Leistung (bis ca. 100 mW) geschaltet werden muss, kann ein Opto-Triac auch zum direkten Schalten der Last verwendet werden.

Siehe auch

• Diac

Weblinks

• Elektronik-Kompendium: Triac - Triode Alternating Current Switch. abgerufen am 23. Feb. 2009.