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Technique - DiacTriac,Tyristor


Bien qu'étant peu utilisés en radioélectricité, ces composants méritent un rapide coup de projecteur, ne serait-ce que pour votre culture personnelle.

Le thyristor :

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Cela ressemble fortement à une diode avec une électrode supplémentaire. Structurellement ce n'est pas tout à fait le cas.

Le thyristor est un composant muni d'une électrode de commande appelée "gâchette". en anglais son nom est SCR soit Silicon Controlled Rectifier


Pour que la conduction s'opère entre anode et cathode, il faudra donc envoyer une impulsion  de courant sur la gâchette du thyristor.

Quand la conduction s'opérera nous appellerons cette phase l'amorçage. Le thyristor présente plusieurs conditions d'amorçage et de désamorçage.

Avant de voir les quelques conditions d'amorçage et désamorçage voyons un petit schéma :

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On trouve une source d'alimentation continue qui peut être une batterie, un interrupteur k1 qui ouvre ou ferme ce circuit. Le thyristor est monté en série avec une charge constituée par une ampoule.
naturellement le thyristor est monté dans le bons sens (il en faut dans la vie), l'anode au pôle positif de l'alimentation, la cathode  au pôle négatif de l'alimentation. La gâchette quant à elle est reliée par l'intermédiaire d'une résistance R et d'un interrupteur k2 au plus de l'alimentation.
Le décor est planté, voyons ce qui se passe.

Initialement dans l'état actuel, rien !
fermons K1, il ne se produit rien, la lampe ne brille pas et l'on retrouve la tension d'alimentation aux bornes du thyristor.
Laissons K1 fermé et fermons maintenant k2

La lampe brille !
Nous constatons que si nous ouvrons k2, la lampe émet toujours le même éclat. Pour l 'éteindre, nous n'avons pas d'autre solution que d'ouvrir k1, c'est à dire couper l'alimentation.


Nous interprétons comme ceci :

- Fermer le circuit d'alimentation ne provoque pas la conduction du thyristor, là le comportement diffère notablement d'une diode.
- Pour provoquer la conduction, nous devons envoyer une impulsion de courant dans la gâchette du thyristor, la tension doit être positive par rapport à la cathode. Nous avons amorcé notre thyristor.
- Si nous inversons les polarités de l'alimentation, le thyristor ne s'amorce plus, le thyristor a donc un comportement polarisé.
- Pour bloquer la conduction, il faut ramener la ddp anode cathode à une valeur nulle ou presque.

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Voici d'une manière un peu "mécanisée" la caractéristique Iak / Vak ( ak pour anode -cathode in english). Il y a une zone instable qui n'est pas représentée

Les conditions d'amorçage :

Les conditions de blocage :

- tension anode-cathode positive et supérieure au seuil mini (voir notice constructeur)
- courant de gâchette Ig supérieur à la valeur minimale requise (dépendante du thyristor)
- un fois le thyristor amorcé, maintien d'un courant anode-cathode Iak supérieur à un courant dit "d'accrochage" IL. (dépendant du thyristor)

Quand le courant anode-cathode Iak est inférieur au courant minimum de maintien pendant un temps supérieur au temps de désamorçage.


Nous venons de voir le fonctionnement avec des tensions continues mais le thyristor offre des comportement en alternatif très intéressants également car on peut le déclencher ou on le désire sur un cycle. Il se désamorce naturellement à chaque changement d'alternance puisque la tension passe par 0.


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Comme on peut le voir sur le dessin ci-dessus, le thyristor est déclenché à un moment bien précis sur l'alternance (partie verte). On peut donc faire varier la puissance moyenne d'un dispositif par le biais d'un thyristor.


Utilisation :

C'est essentiellement un composant d'électrotechnique utilisé pour le redressement commandé. En tant que radioamateur, vous en utiliserez au moins un dans le circuit de protection contre les surtensions de votre alimentation basse tension, nous y reviendrons.
En électronique industrielle, on le retrouve dans les commandes des moteurs électriques, des charges de haute puissance et de tous les dispositifs nécessitant être commandés pour laisser transiter de la puissance.

Application pratique chez le radioamateur :

En tant que radioamateur vous serez amené à utiliser une alimentation basse tension ( partant du 220V alternatif, vous le transformez pour en faire du 13,8V continu). Or le principe d'une telle alimentation nécessite une sécurité qui permette de supprimer la tension de sortie si celle-ci excède une valeur qui peut être dectructive pour le matériel alimenté. Voici comment...

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Donc notre alimentation nous délivre une tension U. Nous diposons entre le plus et le moins une résistance et une diode zener de la valeur de la tension maximum supportable par le matériel alimenté.
En fonctionnement normal, la diode zener est utilisée sous son seuil et la gâchette du thyristor n'est pas alimentée.

Si, pour une raison ou une autre, la tension de sortie de l'alimentation excède la valeur fixée par la zener, celle ci entre en zone d'avalanche et conduit. On retrouve à ses bornes la tension de zener, ce qui a pour effet d'alimenter la gâchette du thyristor. Celui-ci en conduisant, provoque un court-circuit entre + et - ce qui fait fondre le fusible et protège le matériel alimenté.



Le DIAC :

DI
ode for Alternative Current

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Comme son symbole le laisse voir, il s'agit de deux diodes montées tête- bêche. Les diodes ne sont pas de simple diodes, elles se comportent comme des diodes zener (relisez le chapitre consacré aux diodes). Le DIAC a été conçu spécifiquement pour déclencher les  TRIAC et thyristors. Voyons sa caractéristique.

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Fonctionnement :

La tension croît aux bornes du DIAC, il ne conduit pas hormis un léger courant de fuite négligeable. Quand la tension atteint une valeur caractéristique et variable en fonction du composant, c'est la tension de claquage,  la jonction entre dans sa zone d'avalanche (fonctionnement en zener) et se met à conduire. La chute de tension aux bornes du DIAC retombe également.
Pour se désamorcer, il faut que le courant qui circule dans le DIAC tombe à une valeur minimum.
Le DIAc est utilisé pour la commande des thyristors et Triac, dans la gâchette, car de part son effet de seuil, il rend le déclenchement très net et rapide.


Le TRIAC

TRI
ode for Alternative Current

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MT (1 et 2)) est l'acronyme de Main Terminal

Attention, ce n'est pas un DIAC, c'est un double thyristor. Le TRIAC permet donc le contrôle du courant alternatif sur les deux alternances avec une seule et unique commande.

Il existe plusieurs modes de déclenchement du triac qui sont fonction des tensions MT1 et MT2. Comme le Triac n'est guère utilisé en radioélectricité, nous nous arrêterons ici.


Arrêtons nous là pour ces composants, si vous êtes intéressé par le sujet, consultez le web qui regorge de bon sites.