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El símbolo y el comportamiento de un diodo Zenerdiodo Zener son los que se muestran en el siguiente esquema:
El diodo ZenerEl diodo Zener
“encendido” “apagado”(Vz > V > 0V)
+
Vz
+
Vz
+V
El diodo estará “encendidoencendido” cuando está polarizado inversamente a un diodo normal, y cuando el voltaje sea superior a Vz. Para que esto suceda, es necesario que la corriente esté en la zona indicada a continuación:
La siguiente representa la curva característica de un diodo Zener:
Vz
Izmín
Izmáx
ID
VDZona de trabajodel diodo Zener
Zona de rupturadel diodo Zener
El diodo ZenerEl diodo Zener
El diodo Zener se utiliza para mantener un voltaje de referen-cia constante, mientras que la corriente que circula a través suyo esté comprendida entre Izmín e Izmáx.
Vz
RS
Ve Iz
+
El valor de RS para que el regulador trabaje adecuadamente (sin carga) será:
mínmáx
Z
zeS I
VVR
donde RSmín RS RSmáx.
máxmín
Z
zeS I
VVR
MÁXIMO MíNIMO
El diodo ZenerEl diodo Zener
La situación más común es que el circuito opere con carga, tal como se muestra a continuación:
Las condiciones de carga pueden variar. El diodo Zener debe mantener sus condiciones de regulación, independiente de la carga.
Vz
RS
Ve Iz
+
RCI IC
El diodo ZenerEl diodo Zener
Diodos emisores de luzDiodos emisores de luz
Los diodos más comunes de este tipo son el “diodo emisor de diodo emisor de luzluz”, conocido como “LEDLED” (del inglés: “LLight EEmitting DDiode”) y el de “pantalla de cristal líquido”, o “LCDLCD” (del inglés: “LLiquid CCrystal DDisplay”).
Cuando estos diodos se polarizan en forma directa, se convierten en una fuente de luz debido a una emisión de fotones que se produce en su interior.
VD
+ID
El valor de corriente típica de un LED en operación normal es de ID=10-20mA, y el voltaje que cae en el diodo es propio de cada uno (los valores típicos son de alrededor de VD=1,2V).
Para calcular adecuadamente el circuito para un LED, debe observarse cuál es su voltaje típico y la corriente de polarización necesaria para obtener una buena emisión:
+
VD=1,2VID=20mAVCC= 5V
R
19002,0
2,15
A
VV
I
VVR
D
DCC
Diodos emisores de luzDiodos emisores de luz
Rectificador controlado Rectificador controlado de Silicio (SCde Silicio (SCRR))
IntroducciónIntroducción
Símbolodel SCR
El Rectificador Controlado de SilicioRectificador Controlado de Silicio (SCRSCR), también conocido como “tiristortiristor”, es de sumo interés en muchas de las aplicaciones actuales, como circuitos de tiempo, fuentes reguladas, control de motores, control de temperatura, etc.
Su comportamiento es similar al de un diodo, con la diferencia que cuenta con un tercer terminal, denominado “compuertacompuerta”, mediante el cual – además de la polarización directa- se puede establecer cuándo el elemento opera como un circuito abierto o como un circuito cerrado.
El símbolo y su composición son:IA
A KCátodoÁnodo
Compuerta
P N P N
G
Operación de los tiristoresOperación de los tiristores
Para entender el funcionamiento de un tiristor, puede considerarse el circuito equivalente, al que se le aplica una señal como la indicada:
tt1t2
t3 t4
V
G
t1 t2
t3 t4
t
V
G
+
Cuando el voltaje VVGG es mayor que
VVBE2mínBE2mín, entonces el tiristor conducirá si el voltaje del ánodo es mayor que el del cátodo.
Curva característica de un tiristorCurva característica de un tiristor
El comportamiento de un tiristor puede caracterizarse como:
IAVF
IG
IG2IG1 IG=0
Región debloqueodirecta
Corriente desostenimiento
Voltaje decorte
inversoVF
IA
Voltaje rupturadirecto
Apagado de un tiristorApagado de un tiristor
Para apagar un tiristor, no basta con desconectar el voltaje de la compuerta. Una forma de hacerlo es aplicando un pulso negativo, como ocurre entre tt33 y tt44 de la figura anterior.
La idea básica para apagar un tiristor es hacer que la corriente que circula a través del mismo sea cero. Esto puede conseguirse de dos formas, tal como se muestra a continuación:
INTERRUPCIÓNEN SERIE
IA=0
INTERRUPCIÓNEN PARALELO
IA=0
Apagado de un tiristorApagado de un tiristor
El apagado un tiristor también puede hacerse al tratar de hacer circular a través de él una corriente inversa, conocida como “conmutación forzadaconmutación forzada”. Un forma de lograrlo es como se muestra a continuación:
CIRCUITO DECONMUTACIÓN FORZADA
Apagado Apagado
Encen-dido
Iapa-gado
TRANSISTOR QTRANSISTOR Q11
+
QQ11
CIRCUITO DEENCENDIDO
A
G
K
Aplicaciones del SCRAplicaciones del SCR
A continuación se verán algunas posibles aplicaciones del tiristor:
Interruptor estáticoInterruptor estático
ARL R1
K
GD1
IL=0
Ve
t
IL
RL R1
A
K
GD1
IG
Previene inversiónen la corriente decompuerta.
Aplicaciones del SCRAplicaciones del SCROtra aplicación del tiristor es:
Control de fase de resistencia variable de media ondaControl de fase de resistencia variable de media onda
Ve
t
RL RA
K
G
D1
R1
IL
IG0° 90°
El disparo del tiristor debe hacerse entre 0° y 90° (control
de fase de media onda con resistencia variable)
Aplicaciones del SCRAplicaciones del SCR
La última aplicación del tiristor que se verá es:
Sistema de alumbrado de emergenciaSistema de alumbrado de emergencia
T1
R1
D1
D2
D3
R2
D4 R3
V1
X1C1
Cuando el sistema funciona normalmente, la lámpara permane-cerá encendida por la tensión continua rectificada.
La batería se carga a través de D4D4.
D3D3 está cortado por-que el cátodo es positivo c/r al ánodo
Cuando se interrum-pe la alimentación se dispara D3D3.
Características del DIACCaracterísticas del DIACEl DIACDIAC es una combinación paralela inversa de dos terminales de capas semiconductoras, que permiten dispararse en cualquier dirección.
A continuación se representan sus características de operación y sus símbolo y estructura típicos:
DIACs y TRIACsDIACs y TRIACs
VF
IA
VBR
IBR
IBR
VBR
N1
N2
N3
P1
P2
Ánodo1
Ánodo2
A1 A2
A1 A2
Características del TRIACCaracterísticas del TRIAC
El TRIACTRIAC es prácticamente un DIAC, pero con un terminal de compuerta para poder controlar las condiciones de encendido. La principal característica es que puede controlar el flujo de corriente en ambos sentidos.
Sus características respecto del DIAC cambian en el primer y tercer cuadrante, tal como se muestra a continuación:
VF
IA
IBR
VBR
IBRVBR
N4
N2
N1
P2
P1N3
N5
Ánodo2
Ánodo1Compuerta
A1
A2
G
Circuito de AplicaciónCircuito de Aplicación
Un circuito bastante común para disparar un TRIACTRIAC a través de un DIAC es el que se muestra a continuación:
Ve
t
R
C
VCA1 A2
A1
A2
G
RL
R
IL
IL
t
FINFIN
