トライアックの主な特徴

すべての半導体デバイスは接合に基づいており、3 接合デバイスがサイリスタの場合、共通のハウジング内で並列接続された 2 つの 3 接合デバイスはすでに トライアック、つまり対称サイリスタです。英語の文献では、«TRIAC» (AC 三極管) と呼ばれています。

いずれにせよ、トライアックには 3 つの出力があり、そのうち 2 つは電力、3 つ目は制御またはゲート (英語の GATE) です。同時に、各電源電極が異なる時間にアノードとカソードの両方として機能するため、トライアックには特定のアノードとカソードがありません。

このような特性により、トライアックは交流回路で非常に広く使用されています。さらに、トライアックは安価で寿命が長く、機械式スイッチング リレーに比べて火花が発生しないため、継続的な需要が確保されています。

トライアックの主な特性、つまり主な技術パラメータを見て、それぞれが何を意味するかを説明しましょう。さまざまなタイプのレギュレータでよく使用される、かなり一般的なトライアック BT139-800 の例を考えます。したがって、トライアックの主な特徴は次のとおりです。

• 最大電圧;

• オフ状態での最大繰り返しインパルス電圧。

• 期間平均の最大開放状態電流。

• 開放状態での最大短期パルス電流。

• 開放状態でのトライアック両端の最大電圧降下。

• トライアックをオンにするために必要な最小 DC 制御電流。

• 最小 DC ゲート電流に対応するゲート制御電圧。

• 閉状態電圧の臨界上昇率。

• 開放状態電流の臨界上昇率。

• 電源投入時間。

• 動作温度範囲;

• フレーム。

最大電圧

この例では、800 ボルトです。これは、トライアックの電源電極に印加しても、理論的には損傷を引き起こさない電圧です。実際には、これは、許容温度範囲内の動作温度条件下で、このトライアックによって接続される回路の最大許容動作電圧です。

たとえ短期間でこの値を超えたとしても、半導体デバイスのさらなる動作は保証されません。次のパラメータは、この規定を明確にします。

最大繰り返しオフ状態ピーク電圧

このパラメータは常にドキュメントに示されており、このトライアックの制限である臨界電圧の値のみを意味します。

これはピーク時に超えることのできない電圧です。トライアックが閉じていて開かず、一定の交流電圧がかかる回路に設置されている場合でも、この例では、印加電圧の振幅が 800 ボルトを超えなければ、トライアックは壊れません。

交流電圧の少なくとも一部の期間において、少なくともわずかに高い電圧が閉型トライアックに印加された場合、そのさらなる性能はメーカーによって保証されません。この項目でも許容温度範囲の条件について言及します。

最大値、期間平均、現状

いわゆる最大二乗平均平方根 (RMS - 二乗平均平方根) 電流。正弦波電流の場合、これはトライアックの許容動作温度の条件下での平均値です。この例では、最大 100°C のトライアック温度で最大 16 アンペアですが、次のパラメータで示されるように、ピーク電流はさらに高くなる可能性があります。

開放状態における最大短時間インパルス電流

これはトライアックのドキュメントで指定されているピーク電流であり、必ずこの値の最大許容電流持続時間がミリ秒単位になります。この例では、これは最大 20 ms で 155 アンペアですが、これは実際には、このような大電流の持続時間はさらに短いことを意味します。

いかなる状況でも RMS 電流を超えてはいけないことに注意してください。これは、トライアック ケースによって消費される最大電力と、最大許容ダイ温度が 125 °C 未満であるためです。

開放状態でのトライアック両端の最大電圧降下

このパラメータは、動作回路のドキュメントで指定されている電流 (この例では、 20アンペア）。一般に、電流が大きくなるほど、トライアックの両端の電圧降下も大きくなります。

この特性は、トライアック ケースによって消費される電力の潜在的な最大値を間接的に設計者に知らせるため、熱計算に必要です。これはヒートシンクを選択する際に重要です。また、特定の温度条件下でのトライアックの等価抵抗を推定することもできます。

トライアックをオンにするために必要な最小 DC 駆動電流

ミリアンペアで測定されるトライアックの制御電極の最小電流は、現時点でのトライアックの極性と制御電圧の極性に依存します。

この例では、この電流の範囲は、トライアックによって制御される回路の電圧の極性に応じて 5 ～ 22 mA です。トライアック制御方式を開発するときは、制御電流を最大値に近づけることをお勧めします。たとえば、35 または 70 mA (極性に応じて) です。

最小 DC ゲート電流に対応する制御ゲート電圧

トライアックの制御電極の回路で最小電流を設定するには、この電極に一定の電圧を印加する必要があります。これは、トライアックの電源回路に現在印加されている電圧と、トライアックの温度によって決まります。

したがって、この例では、電源回路の電圧が 12 ボルトの場合、制御電流を 100 mA に設定するには、最低 1.5 ボルトを印加する必要があります。また、水晶温度が 100 ℃、動作回路の電圧が 400 ボルトの場合、制御回路に必要な電圧は 0.4 ボルトになります。

閉状態電圧の臨界上昇率

このパラメータは、マイクロ秒あたりのボルト数で測定されます。この例では、供給電極間の電圧の臨界上昇率は 250 ボルト/マイクロ秒です。この速度を超えると、制御電極に制御電圧を印加しなくても、トライアックが誤って不適切に開く可能性があります。

これを防ぐには、アノード（カソード）電圧がよりゆっくりと変化するような動作条件を提供し、ダイナミクスがこのパラメータを超える外乱（インパルスノイズなど）を排除する必要があります。

開放電流の臨界上昇率

マイクロ秒あたりのアンペアで測定されます。この速度を超えるとトライアックが破損します。たとえば、ターンオン時の最大上昇速度は 50 アンペア/マイクロ秒です。

電源投入時間

この例では、この時間は 2 マイクロ秒です。ゲート電流がピーク値の10%に達した瞬間から、トライアックのアノードとカソード間の電圧が初期値の10%に低下するまでの時間です。

使用温度範囲

通常、この範囲は -40 °C ～ + 125 °C です。この温度範囲については、ドキュメントにトライアックの動的特性が記載されています。

フレーム

この例では、ケースは to220ab ですが、トライアックを小さなヒートシンクに取り付けることができるという点で便利です。熱計算については、トライアックのドキュメントに、トライアックの平均電流に対する消費電力の依存性の表が記載されています。