SCRs

Universidad del Valle - lvaro Bernal N.

Dispositivos de cuatro capas

Universidad del Valle

E.I.E.E.

Grupo de Arquitecturas Digitales y Microelectrnica

1/82


DEFINICIN

Son dispositivos que bloquean el paso de la corriente

a travs de dos terminales hasta que una seal

externa aplicada a un tercer terminal lo activa.

Los dispositivos bloquean o permiten el paso de la

corriente a determinados niveles.

Los dispositivos pueden o no tener tercer terminal.

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CONCEPTOS

Dispositivos de conmutacin conformados por

tres uniones p-n en serie.

Diferentes dimensiones.

Diferentes tipos de concentracin.

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APLICACIONES

Tareas de conmutacin. (uso mas frecuente)

Alta impedancia baja corriente (OFF) (100 M)*

Baja impedancia alta corriente (ON) (10 )*

* Con la misma polarizacin directa

Seal de conmutacin (puede ser externa)

Familias:

Dispositivos con terminal de control.

Dispositivos sin terminal de control.

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FAMILIAS

Con terminal de control

Tiristores

SCR (tiristores)

SCS ( Interruptor controlado de Si)

GTO (Interruptor controlado por compuerta)

LASCR (SCR activado por luz)

TRIACS (Tiristores A.C.)

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FAMILIAS

Dispositivos sin terminal de control

Diodo p-n-p-n

DIAC

Principal aplicacin.

Control de grandes corrientes.

Motores,

Calefactores,

Sistemas de iluminacin

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ESTRUCTURA BSICA

Dispositivo que tiene tres uniones p-n en serie.

Modo de bloqueo directo.

Modo de conduccin directa.

Estructura bsica

Smbolo 7/82


ESTRUCTURA BSICA

La estructura obedece a parmetros que dependen tanto de

la geometra como de los procesos de fabricacin.

Geometra: la anchura de las regiones neutras de las

uniones no es la misma

Fabricacin: cada una de las regiones se dopa con niveles

diferentes de impurezas, de tal forma que ciertas regiones

quedan mas dopadas que otras.

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ESTRUCTURA BSICA

Densidad de impurezas

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PRINCIPIO DE OPERACIN

Fenmenos que se estudian separadamente.

Flujo de corriente entre dos terminales.

La estructura p-n-p-n puede ser considerada como

una combinacin de transistores p-n-p y n-p-n.

Aplicamos los conceptos de de los transistores

bipolares

Seal de disparo del tercer terminal.

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Dispositivo polarizado directamente.

(Anodo positivo respecto al ctodo).

Estado de bloqueo directo: uniones J1 y J3 se hallan

polarizadas directamente en tanto que J2 lo es

inversamente.

Estado de conduccion directa: uniones J1, J2 y J3 se

hallan polarizadas directamente.

Cuando alcance un valor de voltaje pico directo denominado

voltaje crtico, el cual se denota como VBF.

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Estado de bloqueo directo

Estado de bloqueo directo: uniones J1 y J3 se hallan

polarizadas directamente y J2 inversamente.

No hay paso de corriente. Slo la correinte inversa

de saturacin a travs de J2


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Las uniones J1 y J3 se polarizan directamente, en tanto

que la unin J2 queda polarizada inversamente.

Cuanto mas positivo el voltaje externo, casi todo el efecto

del incremento de ese voltaje directo se consume a travs

de la unin J2 polarizada inversamente.

Origina incrementos en el campo de la zona de transicin

y por tanto en el ancho de la misma.

Durante ese periodo el dispositivo no conduce, estando la

corriente total limitada por la corriente inversa de

saturacin de la unin J2.

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La corriente es pequea debido al pobre abastecimiento de

electrones a la regin n1 y huecos a la regin p2 a travs de

la unin J2.

De esta forma el voltaje aplicado V se divide apropiadamente

entre las tres uniones para garantizar esta pequea corriente a

travs del dispositivo.


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Los nicos portadores que pueden cruzar la unin J2, son aquellos generados trmicamente dentro de una longitud de difusin a lado y lado de la unin J2.

Como resultado la corriente que atraviesa la unin J1 es aproximadamente igual a la corriente inversa de saturacin que cruza J2.

De igual forma acontece para la unin J3, los huecos que se inyectan a n2 y los necesarios para mantener la recombinacin en p2 deben originar la corriente de saturacin de la unin central J2.


15/82




De esta forma el voltaje aplicado V se divide apropiadamente

entre las tres uniones para garantizar esta pequea corriente a

travs del dispositivo. En el estado de bloqueo directo, el

voltaje VAK se expresa mediante:

321 VVVVAK

Para entender el bloqueo directo, podemos usar la analoga de

los dos transistores bipolares o circuito candado.

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MODELO DE TRANSISTORES REALIMENTADOS.

La estructura p-n-p-n, puede ser considerada como una

combinacin de un par de transistores p-n-p y n-p-n. En este

modelo, la unin J2 sirve como una unin de colector para ambos

transistores.

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La corriente de colector IC1

determina la corriente de base IB2,

y la corriente de base IB1 determina

la corriente de colector IC2.

Los parmetros 1 y 2 representan las ganancias de corriente en base

comn para los transistores p-n-p y

n-p-n respectivamente.

ICO es la corriente inversa de

saturacin entre colector y base en

cada transistor.

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La realimentacin existente

origina que el colector del

transistor Q1 altera la corriente de

base del transistor Q2 y de igual

forma la corriente de base del

transistor Q2 afecta la corriente

de colector del transistor Q1 en

un proceso acumulativo. La

unin central J2 acta como

unin de colector a ambos

transistores, colectando huecos

de la unin J1 y colectando

electrones de la unin J3.

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El lazo de realimentacin causa que entre ambos transistores se

cree un proceso reiterativo en la operacin del dispositivo. De la

ley de corrientes tenemos que:

Para el transistor p-n-p, la corriente inversa de saturacin ICO1 es

negativa, en tanto que para el dispositivo n-p-n la corriente inversa

saturacin ICO2 es positiva. De las ecuaciones obtenidas para el

transistor bipolar podemos escribir:

22 CB III

12222 BCOEC IIII

21111 BCOEC IIII

20/82



Pero:

Entonces:

2EII 1EII

222 COC III

111 COC III

La corriente total es:

1222 CCBC IIIII

1212 COCO IIII

21/82



Dado que ICO1 es negativa, entonces:

1221

1

COCO

III

De la expresin se deduce que s es pequeo

comparado con la unidad, la corriente es pequea,

aproximadamente igual a la suma de las corrientes de

inversas de colector y el dispositivo se halla en estado de

corte.

21

22/82



Se encuentra que la corriente que cruza la unin J2 es

estrictamente la de saturacin generada trmicamente, si

despreciamos tanto la corriente de difusin de los electrones

inyectados desde la regin n2 a p2 a travs de la unin J3, como

la corriente de desplazamiento hacia n1 a travs de la unin J2

por accin del transistor.

Lo anterior indica que el parmetro 2 correspondiente al transistor npn es pequeo.

23/82



De igual forma, el suministro de huecos desde p1 e inyectados

en n1 hacia p2 es pobre dado que son pocos los que pueden

cruzar la zona de transicin de J2 sin recombinarse.

Lo cual implica que tambin 1 es pequeo. La pequea corriente que se presenta es debida entonces a la generacin

trmica de portadores y no a la accin del transistor.

Por el contrario, si es prximo a la unidad, la corriente

I se incrementa rpidamente.

Este incremento es limitado dado que no se aproxima

a la unidad.

21

21

24/82



De esta forma huecos son inyectados desde la regin p1 y

electrones desde la regin n2 originando una fuerte

coleccin de electrones en n1 y huecos en p2.

Esta coleccin produce a su vez una reduccin en la zona

de deplecin de la unin J2, la cual en la medida que

aumente la coleccin de portadores origina una reduccin

de su polarizacin inversa dando paso a la polarizacin

directa activa, pasando los transistores a operar en la

regin de saturacin.

25/82



Esto se debe a que en un instante dado J2 pasa a estar

polarizada directamente, entrando ambos transistores en

saturacin despus de la conmutacin, mantenindose el

dispositivo tambin en saturacin.

Cuando el tiristor pasa del estado de bloqueo directo, al

estado de conduccin alcanzando un valor de voltaje pico

directo denominado voltaje crtico (VBF), el dispositivo

conmuta permitiendo el paso de corriente.

Esta condicin se denomina conduccin en modo directo.

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CONDUCCIN EN MODO DIRECTO

La unin J2 invierte su polarizacin.

Debido a la polarizacin directa de las uniones J1 y J3, los dispositivos n1p2n2 y p1n1p2 actan como transistores bipolares polarizados en la regin directa activa.

Despus de conmutar al estado de conduccin, el voltaje medido entre nodo y ctodo es menor que 1V, lo cual evidencia que las tres uniones se encuentran polarizadas directamente.

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Inversin de la polarizacin de la unin J2

La conmutacin se debe a una ruptura o fuga significativa en la unin J2 polarizada negativamente. El aumento de la corriente inyecta portadores a las uniones J1 y J3, siendo esto, causa de la conmutacin, la cual se presenta como respuesta a la accin combinada de la reduccin de la zona de transicin de la unin J2 y al fenmeno de multiplicacin por avalancha.

28/82



La conmutacin del estado de bloqueo al estado de conduccin

requiere que la corriente sea elevada a un nivel suficiente para

satisfacer la condicin. Para que esto ocurra se requiere

aumentar gradualmente el voltaje directo aplicado entre nodo y

ctodo hasta alcanzar el valor de voltaje crtico VBF. En el momento de la conmutacin, el voltaje VAK se convierte

en:

321 VVVVAK

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Este potencial es aproximadamente igual al potencial de contacto de la unin. La conmutacin ocurre cuando

A medida que el voltaje externo aumenta, los huecos inyectados en la unin J1 alcanzan a ser colectados a travs de la unin J2 hacia la regin p2, condicin que contribuye a alimentar la recombinacin en la regin p2 y mantener la inyeccin de huecos hacia n2. De igual manera, los electrones inyectados a travs de la unin J3 y colectados por el campo en J2, contribuyen a suministrar electrones a la regin n1.

0A

AK

dI

dV

30/82



Cuando esta situacin comienza, se presenta un incremento en el

valor de la corriente. La transferencia de portadores a travs de

J2 es regenerativa, esto significa que mayor cantidad de

electrones hacia n1 permite mas inyeccin de huecos hacia J1

para mantener la neutralidad de carga espacial. Esta inyeccin

mayor de huecos alimentar a p2 por la accin del transistor y el

proceso continua repitindose.

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VOLTAJE VS. CORRIENTE

El comportamiento

de la corriente en

funcin del voltaje

aplicado entre

nodo y ctodo VAK

Se presentan varias

regiones de operacin.

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Puntos 0 y 1, zona bloqueo directo, (condiciones de

alta impedancia). Condicin y se identifican el

voltaje de ruptura directo VBF y la corriente de

activacin IS la cual corresponde al valor del voltaje de

ruptura.

Puntos 1 y 2, tenemos la zona de resistencia negativa,

en esta zona tenemos de nuevo la condicin y

los valores definidos como voltaje de mantenimiento Vh

y la corriente de mantenimiento Ih.

0dI

dV

0dI

dV

ZONAS DE OPERACIN

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ZONAS DE OPERACIN

Puntos 2 y 3, zona de conduccin directa, si la tensin

VAK que se aplica al dispositivo aumenta por encima del

valor VBF el diodo conmuta de su estado de bloqueo al

de conduccin, pasando a funcionar en saturacin.

Si se reduce la tensin, el dispositivo permanece en

conduccin hasta que la corriente disminuya por debajo

del valor de corriente Ih. El tiristor usado en la regin

directa funciona como un dispositivo biestable que

puede se activado o desactivado.

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ZONAS DE OPERACIN

Puntos 0 y 4, tenemos la zona de bloqueo inverso, con

una corriente equivalente a las corrientes inversas de

saturacin de las uniones J1 y J3.

Puntos 4 y 5 se o presenta la regin de ruptura inversa,

que permite identificar el valor de voltaje VB, llamado

voltaje de avalancha inversa, sin embargo usar el

dispositivo en este modo de polarizacin no es atractivo.

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MECANISMOS DE DISPARO

Aumento de temperatura: aumenta la tasa de

generacin de portadores y la vida media de los mismos.

En consecuencia la corriente IA aumenta y de igual manera

que los parmetros .

Excitacin luminosa: de acuerdo a las caractersticas

de fabricacin del dispositivo, este puede activarse por

excitacin luminosa aumentando el nmero de pares

electrn-huecos aumentando la corriente.

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MECANISMOS DE DISPARO

Elevacin de voltaje: el mtodo mas directo y mas

usado consiste en aumentar el voltaje de polarizacin

por encima del valor VBF.

Voltaje directo rpido:

Seal externa: Mediante la aplicacin de una seal

externa de disparo.

0A

AK

dI

dV

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SEAL DE DISPARO EXTERNA

El efecto de una seal externa de disparo aplicada a un tercer

terminal, origina la conmutacin del dispositivo.

Este mecanismo de disparo identifica a los dispositivos de

cuatro capas conocidos ampliamente como tiristores.

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VARIACIN DE CON LA INYECCIN

nE

rBnE

TI

II

pEnE

nE

II

I

Cualquier incremento de F debido a la inyeccin se da por el incremento bien sea de T o de o de ambos.

En condiciones de baja inyeccin, T y son dominados por la recombinacin en la regin de transicin de la unin de emisor.

TF

Razn de transferencia

de corriente

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A muy bajas corrientes es dominada por la recombinacin en la zona de transicin.

Para altas corrientes entre tanto la inyeccin domina

sobre la recombinacin dentro de la regin de

transicin, haciendo que T y aumenten.

T aumenta con la inyeccin debido a que se presenta una saturacin de los centros de recombinacin.

Cuando la corriente aumenta, la inyeccin a travs de la

unin domina sobre la recombinacin y aumenta.

40/82


El aumento de con la inyeccin puede darse por el incremento de uno de esos factores o por ambos. En

conclusin cualquiera que sea el fenmeno que domine, el

incremento de siempre se obtiene para conmutar

el dispositivo.

21


41/82


MODO DE BLOQUEO INVERSO

El nodo es negativo respecto al ctodo.

Las uniones J1 y J2 se encuentran polarizadas de forma

inversa

La unin J2 se encuentra polarizada de forma directa.

Dados los perfiles de dopado, la mayor cada de voltaje se

presentar en la zona de deplecin de la unin J1.

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Sin embargo, en el modo de bloqueo inverso el

dispositivo puede llegar a condiciones de ruptura si los

voltajes de polarizacin en inversa son muy elevados, de

similar forma a la que se presenta en la zona zener del

diodo.

Es posible entonces hablar de dos voltajes de ruptura,

uno en polarizacin directa y otro en polarizacin

inversa.

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Puesto que el flujo de electrones de J2 est restringido por

la polarizacin inversa de las uniones J1 y J3, la corriente

del dispositivo se limita a una pequea corriente de

saturacin proveniente de la generacin trmica de pares

electrn-huecos cerca de J1 y J3.

Esta corriente permanece pequea en la conduccin de

polarizacin inversa hasta que la ruptura por avalancha

ocurre a un gran voltaje inverso que puede ser de miles de

voltios.

La ruptura se presenta, dependiendo de las dimensiones

de la regin n1 la cual se denota como Wn1, por dos

condiciones.


44/82


Dos factores bsicos limitan los voltajes de ruptura inverso

(VBR) y de ruptura directa (VBF)

- Punch-through de la regin de deplecin.

- Ruptura por avalancha

Dependiendo de la dimensiones de la anchura Wn1, la

ruptura puede presentarse bien sea, debido a

multiplicacin por avalancha , si el ancho de la regin de

deplecin es menor que Wn1, o debido al fenmeno de

punch-through, en el caso que se unan las regiones de

deplecin de las regiones de transicin.


45/82


Avalancha: si la regin de deplecin al momento de la ruptura es

menor que Wn1.

Punch-through: si la totalidad de la anchura de la unin Wn1 es

totalmente afectada por la zona de deplecin. Es decir si se

presenta una unin de las zonas de deplecin de las uniones

FACTORES DE RUPTURA

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VOLTAJE DE AVALANCHA

Dos factores determinan el voltaje inverso de ruptura y el

voltaje directo de ruptura.

Ruptura por avalancha: si la regin de deplecin al

momento de la ruptura es menor que Wn1.

Punch-through: consiste en el traslape de las zonas de

deplecin de las uniones. La totalidad de la anchura de la

unin Wn1 es totalmente afectada por la zona de

deplecin. Es decir si se presenta una unin de las zonas de

deplecin de las uniones.

(VBF, VBR)

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VOLTAJE DE AVALANCHA

Para una unin abrupta de silicio de un solo lado, con una

regin p fuertemente dopada, el voltaje de avalancha vendra

dado por:

[V]

Siendo Nn1 la concentracin de impurezas en la regin n1

Para una unin gradual el voltaje de avalancha es:

con

NB es NA ND dependiendo de cual sea el menos dopado.

75.01131034.5 nB NxV

s

nn

PT

WqNV

2

2

11B

s

qNW 0

2

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VOLTAJE DE PUNCH-THROUGH

Punch-through el cual consiste en el traslape de las

zonas de deplecin de las uniones.

Si la totalidad de la anchura de la unin Wn1 es

totalmente afectada por la zona de deplecin. Es

decir si se presenta una unin de las zonas de

deplecin de las uniones.

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DIAC (DIODE A.C.)

Dispositivo conformado por dos diodos Schockley en anti

paralelo

Smbolo

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CARACTERSTICAS

51/82



El efecto de una seal externa de disparo aplicada a un

tercer terminal, origina la conmutacin del dispositivo.

Este mecanismo de disparo identifica a los dispositivos de

cuatro capas conocidos ampliamente como tiristores.

El trmino tiristor fue tomado como una derivacin del gas

tiratrn, el cual presenta caractersticas elctricas similares.

Los tiristores son dispositivos de conmutacin, usados

principalmente en las reas de control.

En los tiristores, la corriente principal puede ser conmutada,

pero no puede ser controlada internamente.

52/82



Estructura interna

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TIRISTORES

Los tiristores son dispositivos de conmutacin, usados

principalmente en las reas de control.

En los tiristores, la corriente principal puede ser

conmutada, pero no puede ser controlada internamente.

El trmino tiristor fue tomado como una derivacin del

gas tiratrn, el cual presenta caractersticas elctricas

similares.

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CARACTERSTICAS

Capacidad de conducir grandes corrientes con una

densidad de corriente uniforme sobre grandes reas del

dispositivo.

Mientras el dispositivo se encuentra en estado de

conduccin, la resistencia o cada de voltaje es tan baja

como sea posible a fin de reducir la disipacin de calor.

La velocidad de conmutacin es alta, esto significa que se

tienen bajas capacitancias y un efecto mnimo de

almacenamiento de minoritarios.

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SCR

(Silicon Controlled Rectifier)

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MODELO

222 COKC III

111 1 COAB III

21

212

1

COCOg

A

IIII

57/82


MODELO

COEC III

COEB III 1

111 1 COAB III 22 COKC III

22111 COKCOA IIII

Para el transistor pnpn

- ganancia de corriente en base comn

Aplicando al SCR tenemos

Corriente de base del

transistor pnp suministrada

por el colector del transistor

npn

Corriente de colector del

transistor npn relacionada

con 2, igualando

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TIRISTOR

Ya que IK = IA + IG obtenemos 21212

1

COCOGA

IIII

Ecuacin que rige la regin de corte.

1 y 2 son funciones de IA y se incrementan con

incrementos de IA.

IA es pequea para valores de (1 + 2) menores que la

unidad.

Cuando (1 + 2) se aproxima a la unidad, IA crece y

acontece la conmutacin.

Dado el crecimiento de la corriente, esta debe limitarse con

un resistor externo.

59/82


CURVA CARACTERSTICA

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MULTIPLICACIN POR AVALANCHA

Mecanismo mas importante en la ruptura de la unin. El voltaje de ruptura de avalancha impone un limite superior a la polarizacin inversa de la unin. Colisiones de portadores generados trmicamente con los iones presentes en la zona de transicin generan nuevos pares electrn-huecos que al chocar con los tomos que constituyen el cristal rompen enlaces covalentes y generan nuevos pares electrn-hueco. As cada portador puede reiterativamente producir nuevos portadores adicionales, crendose un proceso acumulativo que se domina multiplicacin por avalancha. El resultado es una gran corriente inversa.

(Ionizacin de impacto )

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El incremento de

corriente en x es

igual al nmero de

pares electrn-

huecos generados

por segundo en la

distancia x.

)0(

)(

p

Wp

pI

IM

xq

Ix

q

I

q

In

n

p

pp

IIx

Inpnp

p

np III

Si n y p las ratas de ionizacin de electrones y huecos.

Ipo, la corriente entrando a la zona de transicin se incrementa con x, a travs de la regin de deplecin alcanzando un valor MpIpo

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La solucin de la ecuacin anterior, considerando las condiciones de frontera

xxnp

x

np

e

xeM

I

xIp

xx

n

p

0

0

0

1

)(

0)( ppp IMwII

63/82



T es la ionizacin por colisin.

EI la energa umbral de ionizacin efectiva.

el campo elctrico.

xe

M

W x

p

p

x

np

0

01

1

1

0

0

xe

W x

p

x

np

pM

1

0

0

xe

W x

n

x

np

10

xW

EI

T

eE

EqE

12

22

B

msmB N

q

EWEV

E

Voltaje de ruptura de avalancha

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FENMENO DE PUNCH-THROUGH

Cuando se tiene una base muy estrecha y la regin de deplecin de la unin J1 se superpone con la unin J2, quedando las dos regiones p en contacto presentndose una corriente elevada. El voltaje de punch-through para la unin abrupta de un solo lado es :

s

BPT

WqNV

2

nBBR VV1

11

1

1

M es el factor de multiplicacin de avalancha.

VB es el voltaje de ruptura de avalancha de la unin p1 - n1.

n Depende del tipo de unin. 6 (p+-n) 4 ( n+-p).

Para el SCR el voltaje inverso de ruptura es:

65/82



Ya que es menor que la unidad entonces VBR < VB

Las corrientes para un transistor bipolar pnp son - Ganancia de corriente.

Aplicando al SCR tenemos que

n1

11

COEC III

COEB III 1

111 1 COAB III

22 COKC III

Corriente de base del transistor pnp suministrada por el colector del transistor npn

Corriente de colector del transistor npn relacionada con 2

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Igualando:

Ya que IK = IA + IG obtenemos:

Ecuacin que rige la regin de corte, 1 y 2 son funciones de IA y se incrementan con incrementos de IA.

IA es pequea para valores de (1 + 2) menores que la unidad.

Cuando (1 + 2) se aproxima a la unidad, IA crece y acontece la conmutacin.

22111 COKCOA IIII

21212

1

COCOGA

IIII

67/82



Dado el crecimiento de la corriente, esta debe limitarse

con un resistor externo. En el momento de la

conmutacin, el voltaje VAK se convierte en:

Este potencial es aproximadamente igual al potencial de

contacto de la unin.

La conmutacin ocurre cuando

321 VVVVAK

0A

AK

dI

dV

68/82


VARIACIN CON IG ( IG)

Consideremos una variacin IG(IG).

Los alfa de pequea seal seran:

GAK III

A

C

I

A

C

I

I

dI

dIA

0lim

1K

C

I

K

C

I

I

dI

dIK

0lim

2

69/82


VARIACIN CON IG ( IG)

Las corrientes de huecos colectados por I2 ser 1IA. la corriente de electrones ser 2IK.

Igualando el cambio de la corriente de nodo con el cambio

de corriente a travs de I2

Sustituyendo

Cuando estn prximos a la unidad, cualquier incremento

pequeo en IG causa un gran incremento en IA.

KAA III 21

212

1

G

A

I

I

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EFECTO DE LA VELOCIDAD

La corriente de disparo no conmuta inmediatamente el

dispositivo, se asocia un tiempo de activacin.

Este tiempo viene dado por el valor medio geomtrico

de los tiempos de difusin en las regiones n1 y p2

21 ttt n

p

n

D

wt

2

2

1

1 n

n

D

wt

2

2

2

2

1

12

t

QI c

2

21

t

QI c

Si asumimos que las cargas en los

transistores son Q1 (pnp) y Q2

(npn). Las corrientes de colector

estn dadas por:

71/82


EFECTO DE LA VELOCIDAD

Para las condiciones ideales:

Obtenemos:

La solucin es de la forma:

Tiempos de activacin reducidos requieren regiones Wn1 estrechas y Wp2 anchas

21 Icdt

dQ 1

2cG II

dt

dQ

221

1

2

2

2

t

I

tt

Q

dt

Qd G

nt

t

Ae

21 ttnt

72/82


CTODO CORTOCIRCUITADO Y EFECTO dv/dt

Bajo estas condiciones VB. VBF. La reduccin del voltaje

de disparo directo depende de la magnitud del voltaje de

nodo y su razn de cambio. Este efecto es llamado efecto

dv/dt.

La variacin rpida del voltaje de nodo causa el aumento

de la corriente de desplazamiento d(cv)/dt, donde c es la

capacitancia de la unin J2.

La corriente causa una variacin en

originando la conmutacin.

121

73/82


CTODO CORTOCIRCUITADO Y EFECTO dv/dt

Considerando el caso de tener el ctodo cortocircuitado, o

sea que se presentan las condiciones e ,

tenemos:

Para el caso de ctodo no cortocircuitado, tenemos que,

luego

0GAI AII

A

K

A

I

IMM

MII

21

0

1

1

0

1 M

MII A

AK II

74/82


SEAL DE CONMUTACIN

La seal de conmutacin controlada externamente lograr

comandar los estados de conduccin o bloqueo del dispositivo.

Es un dispositivo de cuatro capas el bloqueo inverso, puede ser

activado con un voltaje de puerta positivo o desactivado con un

voltaje de puerta negativo. Este dispositivo puede ser usado

entre otras aplicaciones como, inversor, generador de pulsos o

usado en circuitos de conmutacin.

75/82


BLOQUEO INVERSO

Con IG < 0 el tiristor se encuentra bloqueado. Despreciando todas las

corrientes de fuga, la corriente de base requerida para mantener el

transistor npn en su estado de conduccin es

La corriente de base en su estado de bloqueo es

La condicin de bloqueo es entonces:

Puesto que:

La corriente requerida IG sera

Definimos la ganancia de bloqueo eff como el cociente:

Esta ganancia satisface le relacin:

KI21

GA II 1 KGA III 21 1

GKA III

AG II

2

121

eff

G

A

I

I

121

2

eff

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TRIAC ( TRIODE A.C.)

Dispositivo conformado por dos diodos Schockley en anti

paralelo

El TRIAC a su vez se considera tambin como un trodo

de corriente alterna (AC), y es usado de igual forma en

procesos de conmutacin de seal.

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Estructura bsica

Estructura de seis capas y tres terminales

Smbolo

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CURVA CARACTERSTICA

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APLICACIONES

Se trata entonces de tiristores bidireccionales los

cuales presentan estados activos o inactivos para

voltajes de nodo positivos o negativos. Son tiles

para aplicaciones de A.C.

El TRIAC puede conmutar la corriente en cualquier

direccin mediante la aplicacin de pequeos voltajes

o aplicando pulios de corriente bajas para cualquier

polaridad entre la puerta y uno de los terminales

principales.

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