Best Of Elektornik
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DIAC

Diac ... diode for alternating current

Bei Stromrichterschaltungen wird aus mehreren Gründen eine galvanische Trennung zwischen Leistungsteil und Ansteuerelektronik gefordert.

Er besitzt 3 Schichten wechselnder Dotierung. Üblicherweise werden pnp Dotierungsfolgen verwendet.

Kenngrößen:

  • Schaltspannung
  • Sperrwiderstand
  • Durchlasswiderstand
  • Verlustleistung

Anwendungen:

  • Dimmer
  • Energiesparlampen
  • Knackschutz in der Telefontechnik
  • ...

TRIAC

Triac ... triode for alternating current

Thyristoren haben den Nachteil, dass sie nur in eine Richtung leiten. Für Wechselstromsteller, die beide Halbwellen schalten sollen müssen daher 2 Thyristoren antiparallel geschalten werden. siehe AufbauAufbau TRIAC

Diese Anordnung ist bei beiden Hauptspannungsrichtungen sowohl mit positiver als auch mit negativer Zündspannung ansteuerbar. Da der Wirkungsgrad größer ist, wenn Zünd- und Hauptspannung gleiche Richtung haben, sollte dies die bevorzugte Art der Ansteuerung sein.

Verwendung:

  • Dimmer
  • Drehzahlregler für 1Phasenwechselstrommotoren
  • Sanftanlaufschaltung für Asynchronmotoren (W3)

Thyristor

Der Thyristor ist ein 4-Schicht Leiter Bauelement, bestehend aus einer Silizium Scheibe, die die Dotierungsfolge PNPN aufweist.
siehe AufbauAufbau Thyristor

Der Name Thyristor setzt sich aus Thyratron und Transistor zusammen. Thyratron waren Quecksilber Dampf gefüllte Gleichrichterröhren. Im englischen Sprachraum (SCR = silicon controlled rectifier)

Er besitzt 3 PN Übergänge. Somit sperrt der Thyristor in beiden Richtungen.

Zünden:

Wird an die innere P Schicht eine positive Spannung angelegt so wird durch den fliesenden Strom die Sperrschicht mit Ladungsträger überflutet => der Tyhristor leitet.

Löschen:

  • wenn der Haltestrom unterschritten wird
  • durch ab- oder umpolen der Spannung im Laststromkreis
siehe Diagramm.Thyristor Eingangs AusgangsDiagramm

Anwendungen:

  • steuerbarer Gleichrichter
  • kontaktlose Schalter
  • ...

IGBT

IGBT ... Insulated gate bipolar transistor

Der IGBT ist spannungsgesteuert.

Der Nachteil des MOSFET ist der für sehr große Ströme immer noch zu hohe RDSon was zu sehr großen Verlustleistungen führt. Dies hat zur Entwicklung des IGBT geführt.

Jener besitzt im Gegensatz zum MOSFET eine zusätzliche P-Schicht auf der Drainseite, wodurch eine Struktur eines PNP-Transistors entsteht. Der N-Kanal wirkt nun als Basis des Transistors.
siehe AufbauAufbau IGBT

Mit IGBT können Spannungen bis zu 1400V und Ströme bis zu 100A pro Transistor geschalten werden.

Der IGBT muss gegenüber Stromüberlastung geschützt werden, da die Schichtfolge einen parasitären Thyristor bildet der zünden kann, wobei kein Abschalten mehr möglich ist.

Weitere Infos über Bauelemente der Leistungselektronik finden Sie hier