TiristoresClase 5
17-07-2013
Los Tiristores
Además de los transistores, hay otro grupo muy
importante de semiconductores llamados
tiristores, los cuales se emplean principalmente
como interruptores electrónicos. A su
vez, dentro de los tiristores hay varios tipos
siendo los principales los SCR y los Triac; y
otros, no tan utilizados como los diac, y los GTO.
Los Tiristores
Estos dispositivos han ido reemplazando, con
más eficiencia, confiabilidad y duración en
todo tipo de tareas, a los interruptores
electromecánicos tales como los relés y los
contactores cuyas partes mecánicas se van
desgastando con el uso.
Los Tiristores
Los tiristores en general, son dispositivossemiconductores, igual que los diodos y lostransistores, formados por cuatro o más capasalternadas de materiales tipo N y P que producen, porretroalimentación interna, un efecto de engache oenclavamiento (latching), el cual los haceextremadamente útiles en tareas de conmutación y decontrol de potencia donde se emplean comointerruptores en estado solido, a diferencia de lostransistores bipolares y de los FET que trabajanprincipalmente como amplificadores de señal.
Los Tiristores
TIRISTORES
SCR TRIAC OTROS
DIAC GTO SCS LASCR
Los Tiristores
Los tiristores son interruptores muy eficientes.Comparados con un interruptorelectromecánico, un tiristor tiene una vida deservicio muy larga, puede operar a muy altasvelocidades, no genera chispas, trabajasilenciosamente, es insensible a la gravedad ylas vibraciones.
Además una vez disparado, su resistencia deconducción es muy baja.
Tipos de Tiristores
Los dos principales tipos de tiristores son: el
rectificador controlado de silicio o SCR (Silicon
Controlled Rectifier) y el tríodo de corriente
alterna o Triac, cuyas características se explican
mas adelante.
También se dispone de tiristores para tareas
especiales como los diac, los GTO, los SCS, los
LASCR, etc., figura 1
Los rectificadores controlados de silicio
(SCR – Silicon Controled Rectifier)
El SCR, como su nombre lo indica, es un diodo
rectificador conformado por cuatro capas de
material semiconductor y tres uniones PN que
además de un nodo (A) y un cátodo (C o
K), posee una terminal extra para fines de
control llamado compuerta o gate (G).
Los rectificadores controlados de silicio
(SCR – Silicon Controled Rectifier)
En la figura 2 se muestra su símbolo, su
estructura interna, su circuito equivalente con
transistores y algunos de los encapsulados mas
comunes con los cuales se fabrican.
Los rectificadores controlados de silicio
(SCR – Silicon Controled Rectifier)
Funcionamiento del SCR
Funcionamiento del SCR
Funcionamiento del SCR
Funcionamiento del SCR
Su funcionamiento general se puede explicar entérminos del circuito equivalente de transistoresmostrado en la figura 3, llamado cerrojo o latchideal.
Esta disposición se caracteriza por serregenerativa, es decir, por proporcionar unaretroalimentación positiva que mantiene aldispositivo enganchado (conduciendo), odesenganchado (bloqueado) cuando se produceun aumento o una disminución en la corriente encualquier punto del lazo.
Funcionamiento del SCR
Curva característica de un SCR
Curva característica de un SCR
Curva característica de un SCR
En cada curva característica se pueden
distinguir las siguientes regiones:
1. Región de bloqueo directo. Se refiere a las
condiciones de corriente y voltaje sobre el
dispositivo en estado de bloqueo directo, es
decir, con el ánodo positivo respecto al
cátodo y sin corriente de compuerta aplicada.
Curva característica de un SCR
Curva característica de un SCR
En cada curva característica se pueden
distinguir las siguientes regiones:
3. Región de bloqueo inverso. Se refiere a las
condiciones de corriente y voltaje sobre el
dispositivo en estado de bloqueo inverso, es
decir con el ánodo negativo respecto al
cátodo y con o sin corriente de compuerta
aplicada.
Identificación y especificaciones
electricas
Identificación y especificaciones
electricas
APLICACIONES DEL SCR
Las aplicaciones de los tiristores se extiende
desde la rectificación de corrientes alternas, en
lugar de los diodos convencionales hasta la
realización de determinadas conmutaciones de
baja potencia en circuitos
electrónicos, pasando por los onduladores o
inversores que transforman la corriente continua
en alterna
APLICACIONES DEL SCR
La principal ventaja que presentan frente a los diodoscuando se les utiliza como rectificadores es que su entradaen conducción estará controlada por la señal de puerta.
De esta forma se podrá variar la tensión continua de salida sise hace variar el momento del disparo ya que se obtendrándiferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión ocorriente alterna de entrada. Además el tiristor se bloquearáautomáticamente al cambiar la alternancia de positiva anegativa ya que en este momento empezará a recibirtensión inversa.
Como se muestra a continuación
Ejemplo de Simulación del Rectificador
controlado de Silicio (SRC)
Ejemplo de Simulación del Rectificador
controlado de Silicio (SRC)
Señal de entrada (Amarilla) :
Tensión de la fuente de
entrada en AC
Señal de salida de la carga
(Azul):
a. Parte izquierda de la señal
faltante significa la ángulo
de disparo (No conduce).
b. Parte derecha de la señal
ángulo sección de
conducción (la parte que si
conduce)
Ejemplo de Simulación del Rectificador
controlado de Silicio (SRC)
Medimos el voltaje de ánodo a
cátodo del SCR
Se comporta como interruptor
abierto del SCR sin permitir el
paso de corriente a la
carga, se observa la región de
disparo y la de conducción
Ejemplo de Simulación del Rectificador
controlado de Silicio (SRC)
Tercero si aumentamos la
resistencia del potenciómetro
la región de conducción
aumenta y la región de disparo
disminuye
Ejemplo de Simulación del Rectificador
controlado de Silicio (SRC)
Cuarto si disminuimos la
resistencia del potenciómetro
la región de conducción
disminuye y la región de
disparo aumenta
Ejemplo de Simulación del
Rectificador controlado de
Silicio (SRC)
Quinto lo mismo ocurre
comentado anteriormente con
la grafica donde medimos el
voltaje entre anodo-catodo.
Por lo anteriormente señalado el SCR tiene una gran variedad de
aplicaciones, entre ellas están las siguientes:
Controles de relevador.
Circuitos de retardo de tiempo.
Fuentes de alimentación reguladas.
Interruptores estáticos.
Controles de motores
Recortadores.
Inversores.
Ciclo conversores.
Cargadores de baterías.
Circuitos de protección.
Controles de calefacción.
Controles de fase.
Activación del Tiristor
Activación del Tiristor
Cuando el Tiristor 1 se active, la corriente de descarga del capacitor
estará limitada por el resistor como aparece en la figura b.
Ejemplo
Solución
Solución
Solución
Solución
Solución
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