Diacs
I - DEFINITION
II - EMPLOI DU DIAC
III - AUTRES DISPOSITIFS DE DÉCLENCHEMENT
4°) LE QUADRAC.
3°) LA DIODE SHOCKLEY
2°) LE COMMUTATEUR BILATÉRAL (SBS).
1°) LE COMMUTATEUR UNILATÉRAL (SUS).
I_ Définition :
Le DIAC est un composant à semi-conducteurs, utilisé pour DÉCLENCHER les thyristors et les triacs.
C'est un élément SYMÉTRIQUE, donc un composant BIDIRECTIONNEL, devenant conducteur lorsque la tension dépasse un certain seuil (tension de retournement).
Le symbole, ou plutôt les symboles du DIAC sont représentés figure 20.
Le symbole de la figure 20-b est contestable car il est pratiquement identique à celui du TRIAC.
Le symbole de la figure 20-c est le plus simple et permet le plus facilement de comprendre le fonctionnement de ce composant.
Voyons à ce sujet le comportement du DIAC. A cet effet, reportons-nous au schéma de la figure 21.
Réglons le potentiel P à sa VALEUR MAXIMALE. La tension appliquée sur le DIAC et lue sur le voltmètre V est très faible ; le courant mesuré par l'ampèremètre A est également très faible et correspond à un très léger courant de fuite.
Manœuvrons P pour augmenter la valeur de la tension V.
Le courant augmente mais très légèrement, comme on peut le voir figure 22 (IBR +), puis brusquement, pour une certaine valeur de tension bien déterminée, le courant augmente de façon intense et la résistance dynamique du DIAC DEVIENT NÉGATIVE. Cela signifie, que cette résistance tout en étant de valeur peu élevée, augmente en fonction du courant.
La figure 22 illustre ce qui vient d'être dit : (partie à droite de l'axe I).
Si maintenant, dans une seconde expérience on inverse la batterie de piles, on constate que le même phénomène se produit, mais de sens opposé.
On obtient ainsi, une courbe pratiquement symétrique, comme on peut le voir figure 22.
Compte tenu de ce qui vient d'être dit, on peut tirer les deux conclusions suivantes :
1°) Le DIAC n'est pas un REDRESSEUR.
2°) Il n'est pas possible d'avoir entre ses bornes une tension supérieure à VBR + et VBR -, sans risque de destruction du composant.
II -EMPLOI DU DIAC
Le DIAC est utilisé en association avec le TRIAC, pour la commande de ce dernier.
Lorsque le thyristor conduit de nouveau, le filament émet de nouveau une lumière plus intense, à laquelle succède une diminution et ainsi de suite.
Le TRIAC étant CONDUCTEUR dans les deux sens de la tension alternative, évite ce scintillement.
Le montage type d'un GRADATEUR de LUMIÈRE est donné figure 23.
Notez à ce sujet que ce même montage peut, sans aucune modification, servir de VARIATEUR DE VITESSE.
Comment fonctionne ce circuit ?
La partie droite du schéma comprend un dispositif de DÉPHASAGE, constitué par un condensateur C et un potentiomètre P.
Une partie du courant fourni par le secteur passe à travers ces deux éléments. Ce courant engendre aux bornes de P, une tension qui est en phase avec celui-ci.
Cette tension est donnée par la loi d'ohm : Up = RI
Aux bornes du condensateur, une tension prend également naissance, mais elle est DÉPHASÉE, de p / 2 (90°) par rapport au courant.
La valeur de cette tension est donnée par la formule : Uc = 1 / (C x w) x I
La représentation vectorielle est celle de la figure 24.
Le vecteur U, somme géométrique de Uc et de Up est déphasé par rapport au courant I. Il est évident que ce déphasage (angle j), dépend essentiellement des deux vecteurs Uc et Up, donc de C et de P.
Or P est un potentiomètre ; il suffit donc de manœuvrer le curseur pour modifier le DÉPHASAGE de U par rapport à I. Mais U est la tension aux bornes de l'ensemble résistance-capacité, donc la tension du secteur. Le DÉPHASAGE de Uc par rapport à U, varie donc également en fonction du réglage de P.
En conclusion :
Aux bornes de C on dispose d'une tension dont la phase varie avec la valeur de P.
La figure 25 représente la tension U (immuable) de la tension Uc, dont le déphasage dans le temps varie suivant la valeur de R.
En général, le DIAC se déclenche pour une tension voisine de 30 Volts, ce qui revient à dire que VBR de la figure 22 = 30 Volts.
Si P et C ont été choisis judicieusement, la valeur maximum de Uc peut être égale à 30 Volts. Cela signifie que chaque fois qu'il y aura une tension de 30 Volts aux bornes de Uc, ce qui se présente aux temps t1, t2, etc., il y aura déclenchement du DIAC, et par conséquent du TRIAC.
La figure 26 représente la forme de la tension délivrée par le TRIAC, c'est-à-dire le TEMPS DE CONDUCTION de cet élément, en fonction de trois réglages différents de P.
1°) L'ampoule électrique est alimentée presque normalement. Le temps de conduction du TRIAC est presque égal à t.
TEMPS DE CONDUCTION LONG
2°) L'ampoule électrique n'est alimentée que la moitié du temps durant chaque demi-alternance.
TEMPS DE CONDUCTION MOYEN.
3°) L'ampoule électrique n'est alimentée que pendant une fraction de temps durant chaque demi-alternance.
TEMPS DE CONDUCTION COURT.
Notez bien que dans les VARIATEURS ou GRADATEURS à THYRISTORS ou à TRIACS, on agit sur le TEMPS DE CONDUCTION et non sur la valeur de la tension.
III _AUTRES DISPOSITIFS DE DÉCLENCHEMENT
Le DIAC n'est pas le seul composant actuellement utilisé pour la commande des TRIACS.
Il faut en effet mentionner :
1°) LE COMMUTATEUR UNILATÉRAL (SUS).
SUS (silicon unilateral switche) est un thyristor unidirectionnel â trois électrodes dont les caractéristiques sont très similaires à celles d'une diode Shockley.
Ce composant, destiné uniquement au déclenchement des THYRISTORS est constitué par un THYRISTOR miniature et une diode ZENER.
La figure 27 représente le symbole de ce composant, son circuit équivalent et sa courbe caractéristique.
Fonctionnement:
La SUS peut être amorcé soit par une tension d'anode-cathode égale à la retournement fixée par la diode Zener, soit par un signal de la gachette. La gachette peut être utilisée pour réduire l'amorçage indésirable causé par un accroissement de tension trop brusque (dv/dt) ainsi que pour pouvoir réaliser l'amorçage du SUS à des niveaux de tension inférieur à la tension de retournement du SUS. une fois amorcé, le SUS le demeurera tant et aussi longtemps que le courant principal du SUS ne tembe pas sous son courant de maintien.
On voit qu'approximativement, cet ensemble fonctionne comme un DIAC qui serait Unidirectionnel.
2°) LE COMMUTATEUR BILATÉRAL (SBS).
Ce composant, dérivé du SBS (Silicom Bilateral Switche) précédent, est un thyristore de déclenchement bidirectionnel dont la stricture est formée formé par deux deux SUS.il posséde donc une symétrie entre ses caractéristiques de polarisation directe et inverse, monté tête-bêche.
Il fonctionne ainsi dans les deux sens et de ce fait, est surtout utilisé pour la commande des TRIACS.
La figure 28 donne les renseignements essentiels sur cet élément.
Fonctionnement:
le fonctionnement du SBS est similaire â celui du SUS. il est amorcé dans les deux sens par une tension de retournement adéquate. il demeure conducteur tant que le courant duSBS ne tambe pas sous le courant de maintien du SBS.
La particularité du SBS réside dans le fait qu'il est caractérisé par une tension de retournement Vs qui se situe entre 6 et 10 et peut délivrer des impulsions de ocurant de l'ordre de l'ampére. ainsi il peut utilisé pour amorcer des thyristores fonctionnet â trés basse tension.
3°) LA DIODE SHOCKLEY
La diode SHOCKLEYou DIODE THYRISTOR, et un dipositif formé de quatre couches semi-conducteurs PNPN mais qui n'a que deux électrodes,cmme le montre la figure 29_1,
figur 29-1
cette diode est comparable à un THYRISTOR qui ne comporterait que l'ANODE et la CATHODE.
La figure 29 représente la structure, le symbole et la courbe caractéristique de ce composant.
4°) LE QUADRAC.
Le QUADRAC n'est pas à proprement parler un dispositif de déclenchement, car il est formé d'un TRIAC, contenant dans le même boîtier un DIAC (figure 30).
Il ne s'agit donc là que d'un élément composé, dont le but est de simplifier les circuits.
