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IFSul

TIRISTORES

ROGÉRIO WEYMAR

SCR

ROGÉRIO WEYMAR IFSul

CONTEÚDO

APLICAÇÕES

SEMICONDUTORES - REVISÃO

TIRISTORES

SCR - CARACTERÍSTICAS


SEMICONDUTORES

� Os semicondutores têm tido um impacto incrível em nossa sociedade. Eles são encontrados nos chips de microprocessadores e em transistores. Tudo que é computadorizado ou que utiliza ondas de rádio depende de semicondutores.

� Atualmente, a maioria dos chips semicondutores e transistores éproduzida com silício. Você já deve ter ouvido expressões como "Vale do Silício" e "economia do silício", exatamente por isso o silício é o coração de qualquer aparelho eletrônico.


Estrutura cristalina dos semicondutores

� O carbono, o silício e o germânio (que assim como o silício, também é um semicondutor) possuem uma propriedade única em sua estrutura de elétrons, cada um possui quatro elétrons em sua órbita mais externa. Isso permite que eles formem bons cristais. Os quatro elétrons formam ligações covalentes perfeitas com quatro átomos vizinhos.


PROCESSO DE DOPAGEM

� Há diversas maneiras de se provocar o aparecimento de elétrons e lacunas livres no interior de um cristal semicondutor. Uma delas é através da energia térmica (ou calor. Outra maneira, consiste em fazer com que um feixe de luz incida sobre o material semicondutor, baseando-se este fenômeno no princípio de funcionamento dos DISPOSITIVOS FOTOSSENSÍVEIS. Na prática, contudo, necessitamos de um cristal semicondutor em que o número de elétrons livres seja bem superior ao número de lacunas, ou de um cristal onde o número de lacunas seja bem superior ao número de elétrons livres. Isto e conseguido tomando-se um cristal semicondutor puro (intrínseco) e adicionando-se a ele, por meio de técnicas especiais, uma determinada quantidade de outros tipos de átomos, aos quais chamamos de impurezas. Tais impurezas, propositadamente adicionadas ao cristal, têm uma concentração de cerca de um átomo para cada 1.000.000 de átomos do material semicondutor. Damos a este processo o nome de DOPAGEM.


Diodo Semicondutor

� O diodo é o dispositivo semicondutor mais simples possível. Um diodo permite que a corrente flua em uma direção, mas não na outra. Quando você coloca juntos o silício tipo N e tipo P, obtém um fenômeno bem interessante, que dá ao diodo suas propriedades únicas.


Gráfico - Diodo Semicondutor

� Se polarizado inversamente, um diodo ideal bloquearia toda a corrente. Um diodo real deixa passar 10 microampéres, o que não é muito, mas ainda assim não éperfeito. Se você aplicar suficiente tensão (V) invertida suficiente, a junção se quebra e deixa a corrente passar. Geralmente, a tensão de quebra é muito maior do que o circuito jamais receberá, então é irrelevante.

� Quando polarizado diretamente, uma pequena quantidade de tensão é necessária para fazer o diodo funcionar.


TRANSISTOR

�O transístor foi descoberto em 23 de dezembro de 1947 pelas mãos de John Vardeen, William Shockley e Walter Brattain, na Bell Labs.


Bipolar Junction Transistor (BJT)


TIRISTORES

SCR

DIACTRIAC

UJT

GTO

Família dos Tiristores

Tiristor é um nome genérico atribuído a uma série de compo nentessemicondutores. A esta série pertencem :


TIRISTORES simbologia


SCR – Retificador Controlado de Silício


SCR – Retificador Controlado de Silício

� Criado em 1957, marcou o início de umanova era de controle eletrônico.

� Dispositivo de 4 camadas PNPN e 3 terminais.

� Permite controlar o instante que o diodocomeça a conduzir

P- ANODO

N- BLOQUEIO

P- COMANDO

N- CATODO


SCR – ANALOGIA COM 2 TRANSISTORES


TESTE - SCR


REGIÕES DE OPERAÇÃO

Bloqueio Direto ConduçãoBloqueio Reverso :

O anodo é negativo em relação ao catodo, nessas condições o SCR se comporta exatamente como um diodo comum. Se a tensão reversa aumentar além da datensão de breakdown(UBK ), o SCR serádestruído pelo efeito avalanche

O anodo é positivo em relação ao catodo, mas a tensão não ésuficiente para disparar o SCR. Para disparar o SCR com o gate aberto (IG = 0 ) énecessário que a tensão de anodo atinja um valor chamado de tensão de breakover(VBO ).

Quando a tensão de anodo atingir o valor VBO, o SCR dispara, isto é, a corrente de anodo passa bruscamente de zero para um valor determinado pela resistência em série com o SCR. A tensão no SCR cai para um valor baixo (0,5V a 2V).


SCR – CARACTERÍSTICAS I-V


SCR - MÉTODOS DE DISPARO

�DISPARO POR PULSO DE GATILHO� Forma usual de disparo

�DISPARO POR SOBRETENSÃO� Tensão de “breakover”

�DISPARO POR DV/DT� Variação da tensão

�DISPARO POR TEMPERATURA� Aumento considerável da temperatura

�DISPARO POR LUZ� LASCR ( Light activated SCR )


SCR – Métodos de Comutação

1

COMUTAÇÃO NATURAL

2

POLARIZAÇÃO REVERSA

3

PULSO DE CORRENTE

Comutar um SCR, significa levá-lo ao estado de bloq ueio. A comutação se completa quando cessa a condução no

sentido direto.

Corrente de Anodo menor

que IH

Aplicartensãoinversa

entre Anodoe Katodo

GTO


SCR – Característica de Porta

IGmáx

VGmáx

1

pulsos

pulso CA

pulso CC

1 – Zona de disparo provável

2 – Zona de disparo seguro

3 - Hipérboles de m áxima potência

3


SCR – ESPECIFICAÇÕES

VDRM – MÁXIMA TENSÃO REPETITIVA DE BLOQUEIO – SENTIDO DIRE TO

VDSM – PICO NÃO REPETITIVO DA TENSÃO NO SENTIDO DIRETO ( TRANSITÓRIO)

VBO – MÍNIMO VALOR DE TENSÃO DE DISPARO

VRRM – MÁXIMO INSTANTÂNEO DA TENSÃO REVERSA

VRSM – PICO NÃO REPETITIVO DA TENSÃO REVERSA ( TRANSITÓRI O )

IT(RMS) – VALOR EFICAZ DA CORRENTE DE CONDUÇÃO

IT(AV) – VALOR MÉDIO DA CORRENTE DE CONDUÇÃO

IH – CORRENTE DE MANUTENÇÃO

IL- CORRENTE DE PARTIDA

IDRM – CORRENTE DE BLOQUEIO NO SENTIDO DIRETO

IRRM – CORRENTE DE BLOQUEIO NO SENTIDO REVERSO

IGT – CORRENTE DE GATILHO COM DISPARO

VGT – TENSÃO DE GATILHO COM DISPARO


SCR – CARACTERÍSTICAS COMERCIAIS


SCR - DATASHEET


SCR - DATASHEET


SCR - DATASHEET


SCR - DATASHEET


Diagram


Diagram

ALARME DE VIBRAÇÃO


Diagram

ACIONAMENTO POR LUZ


Diagram

ACIONAMENTO POR SOMBRA


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CARREGADOR BATERIA

IFSul

ROGÉRIO [email protected]

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