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Informacin recopilada por:
LUZ ENITH MARQUEZ CANTILLO
TIRISTORES
CONTENIDO
DIAC
LASCR
FET-CTH
SCS
SBS
UJT
PUT
DIAC
El DIAC (Diodo para Corriente Alterna- Diode
Alternative Current) es un dispositivo semiconductor
de dos conexiones.
Es un diodo bidireccional disparable que conduce la corriente slo tras haberse superado su tensin de disparo, y mientras la corriente
circulante no sea inferior al valor caracterstico para ese dispositivo.
Comportamiento del DIAC
El comportamiento es fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la corriente. La mayora de los DIAC tienen una tensin de disparo de alrededor de 30 V. En este sentido, su
comportamiento es similar a una lmpara de nen.
Funcionamiento DIAC
Es un tipo de tiristor que puede conducir en los dos sentidos. Es un dispositivo de dos
terminales que funciona bsicamente como dos diodos Shockley que conducen en sentidos
opuestos.
Funcionamiento DIAC
La curva de funcionamiento refleja claramente el
comportamiento del DIAC, que funciona como un diodo
Shockley tanto en polarizacin directa como en inversa.
Cualquiera que sea la polarizacin del dispositivo, para que cese la conduccin hay que hacer
disminuir la corriente por debajo de la corriente de mantenimiento IH. Las partes izquierda y derecha
de la curva, a pesar de tener una forma anloga, no tienen por qu ser simtricas.
Tipos de DIAC
Existen dos tipos de DIAC:
DIAC de tres capas.
DIAC de cuatro capas.
DIAC de cuatro capas.
Consiste en dos diodos Shockley conectados en antiparalelo, lo que le da la caracterstica
bidireccional.
.
Tipos de DIAC
DIAC de tres capas:
Es similar a un transistor bipolar sin conexin de base y con las regiones de colector y emisor iguales y muy dopadas.
El dispositivo permanece bloqueado hasta que se alcanza la tensin de avalancha en la unin del colector. Esto inyecta corriente en la base que vuelve el transistor conductor, producindose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo simtrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el emisor y colector sus funciones.
Aplicaciones del DIAC
Se emplea normalmente en circuitos que realizan un control de fase de la corriente del TRIAC, de forma que solo se aplica tensin a
la carga durante una fraccin de ciclo de la alterna. Estos sistemas se utilizan para el
control de iluminacin con intensidad variable, calefaccin elctrica con regulacin de
temperatura y algunos controles de velocidad de motores.
Aplicaciones del DIAC
La forma ms simple de utilizar estos controles es empleando el circuito representado en la Figura,
Aplicaciones del DIAC
La resistencia variable R carga el condensador C hasta que se alcanza la tensin de disparo del DIAC, producindose a travs de l la descarga de C, cuya corriente alcanza la puerta del TRIAC y le pone en conduccin.
Este mecanismo se produce una vez en el semiciclo positivo y otra en el negativo. El momento del disparo podr ser ajustado con el valor de R variando como consecuencia el tiempo de conduccin del TRIAC y, por tanto, el valor de la tensin media aplicada a la carga, obtenindose un simple pero eficaz control de potencia.
Foto SCR o LASCR
Rectificador controlado de silicio fotoactivo (LASCR). Dispositivo semiconductor de
cuatro capas que opera esencialmente como el SCR normal, solamente que es activado por medio de energa luminosa que incide
sobre una de las junturas PN.
Foto SCR o LASCR
Cuando la luz incidente es suficientemente intensa, el LASCR se dispara y permanece en
ese estado aunque desaparezca esa luz.
Principio de funcionamiento
Este dispositivo se activa mediante radiacin directa de luz sobre el disco
de silicio. Los pares electrn-hueco que se crean debido a la radiacin producen
la corriente de disparo bajo la influencia de un campo elctrico.
Principio de funcionamiento
La estructura de compuerta se disea a fin de proporcionar la suficiente sensibilidad para el disparo, a partir de fuentes luminosas prcticas (por ejemplo, LED y para cumplir con altas capacidades de di/dt y dv/dt). En un circuito puede ser reconocido por la
simbologa que muestra la figura I. Como se observa el mismo cuenta con tres terminales Puerta (G),
nodo (A), Ctodo (K) y una ventana transparente por donde entra la luz.
Caractersticas del LASCR
Los fototiristores son como los fototransistores o FET muy similares a sus
correspondientes convencionales, excepto en la adicin de una ventana o lente para enfocar
la luz en un rea apropiada.
LASCR
Tienen tres terminales, y por tanto, el umbral del disparo ptico puede controlarse electrnicamente.
LASCR
Con refrigeracin apropiada, algunos
fototiristores pueden trabajar a unos cientos de voltios con un
ampere.
La ventaja principal del fototiristor es que es un excelente conmutador, con una capacidad de gobernar potencias
muy superiores a otros fotodetectores.
Aplicaciones de los LASCR
Los LASCR se utilizan en aplicaciones de alto voltaje y corriente por ejemplo, transmisin
de cd de alto voltaje (HVDC) y compensacin de potencia reactiva esttica o de volt-
amperes reactivos (VAR).
Un LASCR ofrece total aislamiento elctrico entre la fuente de disparo luminoso y el
dispositivo de conmutacin de un convertidor de potencia, que flota a un potencial tan alto
como unos cuantos cientos de kilovoltios.
Aplicaciones de los LASCR
Equipos en que se usa
Alarmas antirrobo
Detectores de presencia en puertas y ascensores
Circuitos de control ptico en general
Relevadores
Control de fase
Control de motores
Y una variedad de aplicaciones en computadoras.
Tiristores controlados por FET (FET-CTH).
Si a la compuerta del MOSFET se le aplica un voltaje suficiente, tpicamente 3v, se genera internamente una corriente de disparo para
el tiristor. Tiene una alta velocidad de conmutacin.
Un dispositivo FET-CTH combina un MOSFET y un tiristor en paralelo, tal y como se muestra en la figura siguiente.
Tiristores controlados por FET (FET-CTH).
Este dispositivo se puede activar como los tiristores convencionales, pero no se puede desactivar mediante control de compuerta. Esto servira en aplicaciones en las que un disparo ptico debe utilizarse con el fin de proporcionar un aislamiento elctrico entre
la seal de entrada o de control y el dispositivo de conmutacin del convertidor
de potencia.
SCS
El interruptor controlado de silicio es tambin un dispositivo de 4 capas PNPN con dos puertas de nodo GA, y de ctodo GK.
Las caractersticas del SCS son esencialmente las mismas del SCR.
SCS
La puerta de nodo sirve para colocar el dispositivo en conduccin o cortarlo. Un pulso negativo en GA lo coloca en conduccin y un pulso positivo lo lleva a corte.
Para activar al SCS podemos utilizar el CATODO GATE o el ANODO GATE
Para desactivarlo basta con aplicarle un Pulso positivo al nodo Gate.
Caractersticas del SCS
La corriente de puerta de nodo es mayor que la corriente de ctodo. Por ejemplo, si IGA= 1.5mA, IGK=1mA.
El tiempo de encendido y apagado de un SCS es menor (1 a 10ms) que para un SCR (5 a 30ms). Por esta razn la gran ventaja del SCS sobre el SCR es su reducido Tiempo de bloqueo.
La principal desventaja del SCS es su desarrollo a bajas potencias. Normalmente IAmax 100 a 300mA con disipacin de unos 100 a 500 mW.
Smbolo y Esquema del SCS
Aplicaciones SCS
Una aplicacin tpica del SCS es en una alarma de n estaciones en la cual cada estacin tiene una sealizacin diferente.
SBS
El SBS o Silicon Bidirectional Switch es un dispositivo de baja potencia simtrico para aplicaciones de disparo ms verstil que el SIDAC.
Tiene adems un terminal adicional (gate o G) que permite modificar sus caractersticas de disparo con pequeos pulsos de corriente (decenas de A).
SBS
Su reducido coste, alta velocidad y capacidad para disparar puertas de tiristores con altos valores de corriente hace que este dispositivo sea muy til en muchas aplicaciones.
EL SBS no es solamente un versin mejorada del diodo de cuatro capas, sino que es fabricado como un circuito integrado constituido por transistores, diodos y resistencias.
Sus parmetros caractersticos son: VS =8V, IS =175A, IH =0.7mA y VH =1.4V. El disparo de este dispositivo se puede realizar bien superando la tensin VS o bien aplicando una corriente de puerta I =100A.
Se usan normalmente para el disparo de triacs. Su principal parmetro es VS (entre 6 y 10 V) en ambos sentidos.
Smbolo, esquema y curva SBS
Figura a. Smbolo
Figura c. Caractersticas I-V.
Figura b. Estructura circuital
UJT
TRANSISTOR MONOUNIN o UNIJUNTURA
Su estructura consiste en una barra de silicio tipo N ligeramente dopada que tiene dos terminales B1 y B2 llamados bases y una barra de aluminio fundida en la superficie opuesta formando una juntura PN. La barra de aluminio est ms cerca de B2 que de B1.
Caractersticas UJT
El transistor (UJT) es un dispositivo de tres terminales con las caractersticas muy diferentes de la ensambladura convencional del transistor bipolar. Es un generador de pulso con la seal del disparador o de control aplicada en el emisor. Este voltaje de disparador es una fraccin (n) del voltaje interbase.
UJT
La resistencia interna RB1 vara con IE. RB1 puede variar desde 5K hasta 50W
cuando IE vara de 0 a 50 mA.
Ecuaciones del UJT
Especificaciones Bsicas del UJT
VBB(max)
Voltaje interbase mximo que se puede aplicar al UJT
RBB Resistencia interbase del UJT
n
Cociente o relacin intrnseca que define Vp.
IP Corriente pico o mxima del emisor.
Curva Caracterstica UJT
A) Regin de corte B) Regin de resistencia negativa C) Regin de Saturacin
VP = Voltaje de pico VV = Voltaje de valle IV = Corriente de valle IP = Corriente de pico
Comportamiento UJT
El terminal del emisor no inyecta la corriente en la regin baja hasta que su voltaje alcanza Vp.
Una vez que se alcance Vp las conductas bajas del circuito y un pulso positivo aparece en el terminal B1 y un negativo pulsa en B2.
El UJT incorpora una regin de resistencia negativa, una corriente baja del emisor, y una alta corriente del pulso de la salida en los terminales B1 y B2, hacindole un disparador ideal del pulso.
Aplicaciones UJT
El UJT se usa como oscilador de relajacin (dientes de sierra).
Aplicaciones UJT
Otra aplicacin muy usada es utilizar los pulsos positivos en VR1 para disparar un SCR.
PUT
Transistor Unijuntura Programable: Se pueden controlar RBB, , VP por medio de RB1, RB2, VBB.
PUT
La curva caracterstica
del PUT es igual a la del UJT.
Vp = VBB+VD = VBB + VAG
Vp = VG + 0,7 (silicio)
Aplicaciones PUT
OSCILADOR DE RELAJACIN
Aplicaciones PUT
Aplicaciones PUT
CONTROL DE FASE