Diac

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Diacs sind elektronische Bauteile mit zwei Anschlüssen und werden auch Zweirichtungs-Diode genannt. Die Strecke zwischen den Anschlüssen wird erst leitfähig, wenn die Spannung an ihnen die Durchbruchspannung übersteigt. Die Bezeichnung Diac ist eine Abkürzung und steht für englisch Diode for Alternating Current (dt. Diode für Wechselstrom). Daneben existieren Diacs unter Handelsnamen wie SIDAC, englisch Silicon Diode for Alternating Current welche je nach Typ höhere Zündspannungen aufweisen.[1]

Ersatzschaltung und Schaltzeichen

Aufbau[Bearbeiten]

Lagenaufbau eines Diac

Diacs sind Mehrschicht-Halbleiter. Es gibt Ausführungen mit p-n-p-Übergängen (Dreischichtdiode), p-n-p-n-Übergängen (Vierschichtdiode) und p-n-p-n-p-Übergängen (Fünfschichtdiode). Vom Aufbau her entsprechen sie einer Antiparallelschaltung zweier Thyristoren, wie in nebenstehender Ersatzschaltung dargestellt, ähnlich einem Triac. Im Gegensatz zu diesem fehlt der Steueranschluss.

Die beiden Anschlüsse bezeichnet man als Anode 1 und Anode 2 [2], da durch den symmetrischen Aufbau keine Polarität angegeben werden kann.

Ein Vorläuferbauteil in Form einer Vierschichtdiode, welches nicht mehr hergestellt wird, ist die Shockley-Diode.

Funktion[Bearbeiten]

Der Diac kann durch seinen bidirektionalen Aufbau auch Wechselspannungen schalten. Sobald die Spannung an den Anschlüssen (A1 und A2) eine bestimmte Schwellenspannung übersteigt, schaltet er durch und die p-n-Strecken werden leitfähig. Diese Art der Zündung, die auch bei Triacs möglich ist (bei diesen jedoch vermieden werden sollte), nennt man auch Überkopfzündung.

Erst wenn der den Diac durchfließende Strom einen bestimmten Wert, den Haltestrom unterschreitet, steigt der Widerstand wieder rapide an. Dieser Vorgang wird auch als Löschen des Diacs bezeichnet.

Durch Abweichungen im Kristallgitter und andere Fertigungstoleranzen sind die beiden Schaltspannungen in positive und negative Richtung nicht exakt gleich. Der Unterschied wird als Symmetrieabweichung bezeichnet.

Diacs haben eine ähnliche Funktion wie Funkenstrecken, welche auch bei Erreichen einer bestimmten Zündspannung niederohmig werden. Allerdings unterscheiden sie sich in den üblichen Spannungsbereichen. Während Diacs bei Niederspannungen bis zu einigen 100 V eingesetzt werden, werden Funkenstrecken im Bereich der Hochspannung wie dem Marx-Generator bis zu mehreren 100 kV eingesetzt.

Kennwerte[Bearbeiten]

Diac-Kennlinie

Die folgenden Werte sind nur Richtwerte, die eine Vorstellung der ungefähren Größenordnungen geben sollen.[3]

  • Zündspannung, im Diagramm als VBO bezeichnet: 20…200 V (typischer Wert 35 V mit starker Exemplarstreuung)
  • Haltestrom: 5…50 mA, im Diagramm beispielhaft mit 10 mA eingezeichnet.
  • Symmetrieabweichung: ±4 V
  • Widerstand im hochohmigen Zustand: einige MΩ
  • Widerstand im niederohmigen Zustand: einige Ω
  • Maximale Verlustleistung ca. 300 mW

Verwendung[Bearbeiten]

Diacs werden hauptsächlich in Zündschaltungen von Triacs eingesetzt, um einen Zündimpuls mit sehr steiler Flanke zu erzeugen. In der Praxis werden sie z. B. in der Steuerelektronik von Energiesparlampen oder in Dimmern eingesetzt. Bei Phasenanschnittssteuerungen mit vertikaler Ansteuerung werden Diacs als Schalter für eine einstellbare Schwelle verwendet. In den Royer-Konvertern von Energiesparlampen sollen sie einen Impuls zum sicheren Starten des Konverters liefern, da Royer-Konverter Anschwingschwierigkeiten haben, wenn Ihre Versorgungsspannung beim Einschalten zu langsam ansteigt.

Diacs werden auch zum Schutz vor starken Störgeräuschen (Knackschutz) bei der Telekommunikationstechnik eingesetzt, so etwa in älteren Telefonapparaten mit einer Wählscheibe, wo der Diac parallel zum Hörer geschaltet wird, um die – durch die mechanisch generierte Pulswahl erzeugten steilkantigen Pulse – u. U. bis über die akustische Schmerzschwelle hinausgehenden lauten Knackser im Telefonhörer zu verhindern.

Da die Strom-Spannungs-Charakteristik sehr ähnlich wie bei der Glimmlampe verläuft (diese hat nur eine höhere Brennspannung), kann mit einem Diac genauso ein Kippschwinger-Oszillator realisiert werden.[4]

Andere Verwendungszwecke als elektronische Wechselstromschalter sind auch denkbar, finden aber in der Praxis kaum Anwendung, da bessere Optionen bestehen.

Typenübersicht[Bearbeiten]

Es gibt nur wenige verbreitete Diac-Typen, deshalb kann hier ohne Aufwand eine Typenübersicht gegeben werden.

  • BR100-03: DO-35-Gehäuse; Hersteller Philips/NXP
  • DB3, DB3TG, DB4, D30, ER900: DO-35-Gehäuse; Hersteller ST
  • DB3A, DB3B: DO-35-Gehäuse; Hersteller Taitron
  • SMDB3: SOT-23-Gehäuse; Hersteller ST
  • NTE6407, NTE6408: DO-35-Gehäuse; Hersteller NTE
  • NTE6411, NTE6412: DO-35-Gehäuse; Hersteller NTE
  • TMMDB3, TMMDB3TG: Minimelf-Gehäuse; Hersteller ST

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: DIACs – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Datenblatt Kxxx1g-Serie, SIDAC, (PDF, engl.; 722 kB)
  2. http://www.elektroniktutor.de/bauteile/diac.html
  3. Datenbaltt SMDB3 DIAC, STMicroelectronics, (PDF, engl.)
  4. Kippschwinger mit Diac