Thyristortriode

Schaltzeichen

Triac ist eine Abkürzung für engl. TRIode Alternating Current switch. 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, in beide Richtungen Strom zu führen, wohingegen ein einzelner Thyristor nur in einer Richtung leiten kann und somit im eingeschalteten Zustand wie eine Diode wirkt.

Aufbau

Schematischer Technologieschnitt (mit Verschaltung) eines Triacs

Ein Triac hat eine Steuerelektrode G (engl. gate) und zwei Anoden A1 und A2, wobei Anode A2 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 A1 und A2 gleichwertig sind und beliebig getauscht werden können; dies ist jedoch nicht der Fall, da der interne Aufbau unsymmetrisch ist und A1, wie auch im Schaltbild angedeutet, eine Verbindung zum Gate hat. Daher bezieht sich die Steuerspannung immer auf A1, so dass es nicht möglich ist, einen Triac zu zünden, indem man an das Gate dieselbe Spannung anlegt wie an A1.

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 Hochspannungslasten wie z. B. die Glühlampen einer Lichtorgel gefahrlos mit der Niederspannungsquelle der Ansteuerungselektronik (typ. 5–12 V) angesteuert werden können.

Anwendungen

TRIACs unterschiedlicher Leistungsklassen

Anwendungen liegen vor allem im Bereich der Phasenanschnittsteuerungen im Wechselspannungsbereich, wie beispielsweise zur Helligkeitssteuerung von Glühlampen (Dimmer), Lichtorgeln oder Drehzahleinstellung von kleineren Motoren, z. B. Bohrmaschinen. 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 mA) geschaltet zu werden braucht, kann ein Opto-Triac auch zum direkten Schalten der Last verwendet werden.

Auf Defekt prüfen

Eindeutiger Defekt

Um einen Triac auf einen eindeutigen Defekt zu testen muss zuerst die Stromversorgung getrennt werden, gegebenenfalls stärkere Kapazitäten entladen.

Folgende Punkte sollten bei einem funktionierenden Triac erfüllt sein:

• 10–200 Ω zwischen Gate und A1 (bei Sensitive-Gate-Typen ggfs. wesentlich größer)
• unendlicher Widerstand zwischen A1 und A2 und umgekehrt
• unendlicher Widerstand zwischen A1 und Gehäuse
• unendlicher Widerstand oder 0 Ω zwischen A2 und Gehäuse

Es ist aber zu bedenken, dass unter Anderem zwecks besserer Störunterdrückung ein Widerstand zwischen G und A1 geschaltet sein kann, so dass im eingebauten Zustand Messungen zwischen diesen Kontakten nicht unbedingt aussagekräftig sind.

Da Triacs auch mit Kleinspannung arbeiten, kann man einen ausgebauten Triac auch auf Funktion testen, indem man mit ihm eine Testschaltung aus einer Gleichspannungsquelle und einem passenden Leuchtmittel (kleine Glühlampen) aufbaut. Der Triac muss dann die typischen Verhaltensweisen zeigen, insbesondere das Beibehalten des Einschaltzustandes nach Entfernung der Gate-Spannung. Der geschaltete Strom muss für verlässliche Ergebnisse den im Datenblatt angegebenen Haltestrom überschreiten.

Teilweiser Defekt

Allerdings kann es vorkommen, dass die Messungen und Tests korrekte Funktion zeigen, der Triac aber dennoch in der Anwendung versagt, weil der Defekt erst bei höheren Spannungen auftritt oder sich wichtige Parameter verschlechtert haben. Um die Parameter jedoch meßtechnisch zu ermitteln wäre der nötige Aufwand jedoch meistens höher als der für das probeweise Austauschen des Triacs.

Latenter Defekt

Es kann außerdem vorkommen, dass ein Triac weder in Funktion noch in Meßwerten beeinträchtigt ist, jedoch dennoch beschädigt wurde. Dies passiert, wenn beispielsweise der Kristall bricht, beispielsweise durch mechanisch unsachgemäßen Einbau (zu hartes Anziehen der Befestigungsschrauben, hohe mechanische Beanspruchung der Anschlüsse) oder mechanischen Schock (Herunterfallen). Triacs mit solchen Defekten fallen meist bereits nach kurzer Betriebszeit aus.

Siehe auch

• Diac

Weblinks

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