TIRISTORESLos tiristores se operan como conmutadores biestables, para muchas aplicaciones sepuede suponer que los tiristor...
Curva característica de corriente de u transistor. SCRCuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo,...
SCR - Símbolo, estructura y funcionamiento básico.El SCR (Rectificador controlado de silicio) es un dispositivo semiconduc...
Los parámetros del SCR son:-VRDM: Máximo voltaje inverso de cebado (VG = 0)- VFOM: Máximo voltaje directo sin cebado (VG =...
En la figura se observa cómo la corriente anódica puede ser cortada mediante uninterruptor bien en serie (figura izquierda...
APLICACIONES DEL SCRUna aplicación muy frecuente de los SCR es el control de potencia en alterna enreguladores (dimmer) de...
Cuando el SCR se dispara cerca del principio del ciclo (aproximadamente a 0º), comoen la Figura anterior (a), conduce dura...
TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familiade los transistores.El TRIAC (Triode f...
Estructura del TriacEl TRIAC actúa como dos rectificadores controlados de silicio (SCR) en paralelo, estedispositivo es eq...
Aplicaciones más comunes· Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas.Una de ellas es su utilizac...
- La corriente y la tensión de encendido disminuyen con el aumento de temperatura ycon el aumento de la tensión de bloqueo...
Los fenómenos internos que tienen lugar en los cuatro modos posibles de disparo.      1. El primer modo del primer cuadran...
2. El Segundo modo, del tercer cuadrante, y designado por III(-) es aquel en que latensión del ánodo MT2 y la tensión de l...
3. El tercer modo del cuarto cuadrante, y designado por I(-) es aquel en que la tensióndel ánodo MT2 es positiva con respe...
4. El cuarto modo del Segundo cuadrante y designado por III(+) es aquel en que latensión del ánodo T2 es negativa con resp...
Existe un gran número de posibilidades para realizar en la práctica el disparo del TRIAC,pudiéndose elegir aquella que más...
DISPARO POR CORRIENTE ALTERNA.       El disparo por corriente alterna se puede realizar mediante el empleo de untransforma...
Aplicaciones del triac como contactor estáticoSe presenta unas de las aplicaciones del triac, denominadas contactor estáti...
DIAC: ESTRUCTURA Y CARACTERISTICAS• Diac (Diode Alternative Current): dispositivo bidireccional simétrico (sinpolaridad) c...
CARACTERÍSTICAS GENERALES Y APLICACIONES.        Se emplea normalmente en circuitos que realizan un control de fase de lac...
RESUMEN Como resumen final del tema se reflejan en una tabla las característicasmás importantes de los tiristores que se h...
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  1. 1. TIRISTORESLos tiristores se operan como conmutadores biestables, para muchas aplicaciones sepuede suponer que los tiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque lostiristores prácticos exhiben ciertas características y limitaciones.Los tiristores son fabricados por difusión.Es un dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con 3 uniones pn.Tiene tres terminales, ánodo, cátodo y compuerta.
  2. 2. Curva característica de corriente de u transistor. SCRCuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3tienen polarización directa o positiva. La unión J2 tiene polarización inversa, y sólo fluiráuna pequeña corriente de fuga al ánodo al cátodo. Se dice entonces que el tiristor estáen condición de bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corrientede fuga corriente de estado inactivo ID. Si el voltaje ánodo-cátodo VAK se incrementa aun valor lo suficientemente grande, la unión J2 polarizada inversamente entrará enruptura. Esto se conoce como ruptura por avalancha y el voltaje correspondiente sellama voltaje de ruptura directa VBO.
  3. 3. SCR - Símbolo, estructura y funcionamiento básico.El SCR (Rectificador controlado de silicio) es un dispositivo semiconductor de 4 capasque funciona como un conmutador casi ideal.El símbolo y estructura del SCR se muestran en la figura.Analizando los diagramas: A = ánodo, G = compuerta o Gate y C = K = cátodo Funcionamiento básico del SCR Se puede realizar un circuito equivalente del SCR para comprender su funcionamiento. Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1. IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1, y. Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.
  4. 4. Los parámetros del SCR son:-VRDM: Máximo voltaje inverso de cebado (VG = 0)- VFOM: Máximo voltaje directo sin cebado (VG = 0)- IF: Máxima corriente directa permitida.- PG: Máxima disipación de potencia entre compuerta y cátodo.- VGT-IGT: Máximo voltaje o corriente requerida en la compuerta (G) para el cebado- IH: Mínima corriente de ánodo requerida para mantener cebado el SCR- dv/dt: Máxima variación de voltaje sin producir sobre alimentación.- di/dt: Máxima variación de corriente aceptada antes de destruir el SCR.METODOS DE CONMUTACIONPara que el dispositivo interrumpa la conducción de la corriente que circula a través delmismo, ésta debe disminuir por debajo del valor IH (corriente de mantenimiento). Haydos métodos básicos para provocar la apertura el dispositivo: interrupción de corrienteanódica y conmutación forzada. Ambos métodos se presentan en las figuras
  5. 5. En la figura se observa cómo la corriente anódica puede ser cortada mediante uninterruptor bien en serie (figura izquierda), o bien en paralelo (figura derecha). Elinterruptor en serie simplemente reduce la corriente a cero y hace que el SCR deje deconducir. El interruptor en paralelo desvía parte de la corriente del SCR, reduciéndola aun valor menor que IH.En el método de conmutación forzada, que aparece en la Figura , se introduce unacorriente opuesta a la conducción en el SCR. Esto se realiza cerrando un interruptorque conecta una batería en paralelo al circuito.
  6. 6. APLICACIONES DEL SCRUna aplicación muy frecuente de los SCR es el control de potencia en alterna enreguladores (dimmer) de lámparas, calentadores eléctricos y motores eléctricos.En la Figura anterior se muestra un circuito de control de fase de media onda yresistencia variable. Entre los terminales A y B se aplican 120 V (AC). RL representa laresistencia de la carga (por ejemplo un elemento calefactor o el filamento de unalámpara). R1 es una resistencia limitadora de la corriente y R2 es un potenciómetro queajusta el nivel de disparo para el SCR. Mediante el ajuste del mismo, el SCR se puededisparar en cualquier punto del ciclo positivo de la onda en alterna entre 0 y 180º, comose aprecia en la Figura
  7. 7. Cuando el SCR se dispara cerca del principio del ciclo (aproximadamente a 0º), comoen la Figura anterior (a), conduce durante aproximadamente 180º y se transmitemáxima potencia a la carga. Cuando se dispara cerca del pico positivo de la onda,como en la Figura anterior (b), el SCR conduce durante aproximadamente 90º y setransmite menos potencia a la carga. Mediante el ajuste de RX, el disparo puederetardarse, transmitiendo así una cantidad variable de potencia a la carga.Cuando la entrada en AC es negativa, el SCR se apaga y no conduce otra vez hasta elsiguiente disparo durante el ciclo positivo. Es necesario repetir el disparo en cadaciclo. El diodo se coloca para evitar que voltaje negativo en AC sea aplicado a la gatedel SCR.
  8. 8. TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familiade los transistores.El TRIAC (Triode for Alternative Current) es un dispositivo semiconductor de tresterminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, conla particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado porinversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor demantenimiento. El TRIAC puede ser disparado independientemente de la polarizaciónde puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.Un TRIAC es un interruptor o relé electrónico de estado sólido que rápidamenteenciende y apaga una lámpara hasta unas 120 veces por segundo. Mientras mástiempo esté apagada, más atenuada será la emisión de luz. La secuencia deencendido y apagado ocurre tan rápido que no es perceptible al ojo humano.EstructuraLa estructura contiene seis capas, aunque funciona siempre como un tiristor decuatro capas. En sentido T2-T1 conduce a través de P1N1P2N2 y en sentido T1-T2 através de P2N1P1N4.La capa N3 facilita el disparo con intensidad de puerta negativa. La complicación desu estructura lo hace más delicado que un tiristor y la capacidad para soportar sobreintensidades. Se fabrican para intensidades de algunos amperios hasta unos 200 (A)eficaces y desde 400 a 1000 (V) de tensión de pico repetitivo. Los TRIAC son fabricados para funcionar a frecuencias bajas; los fabricados paratrabajar a frecuencias medias son denominados alternistores.
  9. 9. Estructura del TriacEl TRIAC actúa como dos rectificadores controlados de silicio (SCR) en paralelo, estedispositivo es equivalente a transistores conectados con realimentación positiva,donde la señal de retorno aumenta el efecto de la señal de entrada). La diferenciamás importante que se encuentra entre el funcionamiento de un triac y el de dostiristores es que en este último caso cada uno de los dispositivos conducirá durantemedio ciclo si se le dispara adecuadamente, bloqueándose cuando la corriente cambiade polaridad, dando como resultado una conducción completa de la corriente alterna.El TRIAC, sin embargo, se bloquea durante el breve instante en que la corriente decarga pasa por el valor cero, hasta que se alcanza el valor mínimo de tensión entre T2 yT1, para volver de nuevo a conducir, suponiendo que la excitación de la puerta sea laadecuada. Esto implica la perdida de un pequeño ángulo de conducción, que en el casode cargas resistivas, en las que la corriente esta en fase con la tensión, no suponeningún problema. En el caso de cargas reactivas se debe tener en cuenta, en el diseñodel circuito, que en el momento en que la corriente pasa por cero no coincide con lamisma situación de la tensión aplicada, apareciendo en este momento unos impulsosde tensión entre los dos terminales del componente.
  10. 10. Aplicaciones más comunes· Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas.Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajassobre los interruptores mecánicos convencionales y los relés.·· Funciona como interruptor electrónico y también a pila.Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz,controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de controlcomputarizado de muchos elementos caseros. No obstante, cuando se utiliza concargas inductivas como motores eléctricos, se deben tomar las precaucionesnecesarias para asegurarse que el TRIAC se apaga correctamente al final de cadasemiciclo de la onda de Corriente alterna.Debido a su poca estabilidad no es muy utilizado. Algunas características de los TRIACS:- El TRIAC conmuta del modo de corte al modo de conducción cuando se inyectacorriente a la compuerta. Después del disparo la compuerta no posee control sobre elestado del TRIAC. Para apagar el TRIAC la corriente anódica debe reducirse por debajodel valor de la corriente de retención Ih.
  11. 11. - La corriente y la tensión de encendido disminuyen con el aumento de temperatura ycon el aumento de la tensión de bloqueo.- La aplicación de los TRIACS, a diferencia de los Tiristores, se encuentra básicamenteen corriente alterna. Su curva característica refleja un funcionamiento muy parecido aldel tiristor apareciendo en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes. Esto esdebido a su bidireccionalidad.- La principal utilidad de los TRIACS es como regulador de potencia entregada a unacarga, en corriente alterna.MÉTODOS DE DISPARO. El TRIAC posee dos ánodos denominados ( MT1 y MT2) y una compuerta G. Lapolaridad de la compuerta G y la polaridad del ánodo 2, se miden con respecto alánodo 1.El triac puede ser disparado en cualquiera de los dos cuadrantes I y III mediante laaplicación entre los terminales de compuerta G y MT1 de un impulso positivo onegativo. Esto le da una facilidad de empleo grande y simplifica mucho el circuito dedisparo
  12. 12. Los fenómenos internos que tienen lugar en los cuatro modos posibles de disparo. 1. El primer modo del primer cuadrante designado por I (+), es aquel en que latensión del ánodo MT2 y la tensión de la compuerta son positivas con respecto alánodo MT1 y este es el modo más común (Intensidad de compuerta entrante). La corriente de compuerta circula internamente hasta MT1, en parte por launión P2N2 y en parte a través de la zona P2. Se produce la natural inyección deelectrones de N2 a P2, que es favorecida en el área próxima a la compuerta por lacaída de tensión que produce en P2 la circulación lateral de corriente de compuerta.Esta caída de tensión se simboliza en la figura por signos + y -. Parte de los electronesinyectados alcanzan por difusión la unión P2N1 que bloquea el potencial exterior yson acelerados por ella iniciándose la conducción.
  13. 13. 2. El Segundo modo, del tercer cuadrante, y designado por III(-) es aquel en que latensión del ánodo MT2 y la tensión de la compuerta son negativos con respecto al ánodoMT1 (Intensidad de compuerta saliente). Se dispara por el procedimiento de puerta remota, conduciendo las capas P2N1P1N4.La capa N3 inyecta electrones en P2 que hacen más conductora la unión P2N1. La tensiónpositiva de T1 polariza el área próxima de la unión P2N1 más positivamente que lapróxima a la puerta. Esta polarización inyecta huecos de P2 a N1 que alcanzan en parte launión N1P1 y la hacen pasar a conducción.
  14. 14. 3. El tercer modo del cuarto cuadrante, y designado por I(-) es aquel en que la tensióndel ánodo MT2 es positiva con respecto al ánodo MT1 y la tensión de disparo de lacompuerta es negativa con respecto al ánodo MT1( Intensidad de compuerta saliente). El disparo es similar al de los tiristores de puerta de unión. Inicialmente conducela estructura auxiliar P1N1P2N3 y luego la principal P1N1P2N2. El disparo de la primerase produce como en un tiristor normal actuando T1 de puerta y P de cátodo. Toda laestructura auxiliar se pone a la tensión positiva de T2 y polariza fuertemente la uniónP2N2 que inyecta electrones hacia el área de potencial positivo. La unión P2N1 de laestructura principal, que soporta la tensión exterior, es invadida por electrones en lavecindad de la estructura auxiliar, entrando en conducción.
  15. 15. 4. El cuarto modo del Segundo cuadrante y designado por III(+) es aquel en que latensión del ánodo T2 es negativa con respecto al ánodo MT1, y la tensión de disparo dela compuerta es positiva con respecto al ánodo MT1(Intensidad de compuerta entrante). El disparo tiene lugar por el procedimiento llamado de puerta remota. Entra enconducción la estructura P2N1P1N4.La inyección de N2 a P2 es igual a la descrita en el modo I(+). Los que alcanzan pordifusión la unión P2N1 son absorbido por su potencial de unión, haciéndose másconductora. El potencial positivo de puerta polariza más positivamente el área de uniónP2N1 próxima a ella que la próxima a T1, provocándose una inyección de huecos desdeP2 a N1 que alcanza en parte la unión N1P1 encargada de bloquear la tensión exterior yse produce la entrada en conducción.
  16. 16. Existe un gran número de posibilidades para realizar en la práctica el disparo del TRIAC,pudiéndose elegir aquella que más resulte adecuada para la aplicación concreta de que setrate. Se pueden resumir en dos variantes básicas:Disparo por corriente continua,Disparo por corriente alterna. DISPARO POR CORRIENTE CONTINUA. En este caso la tensión de disparo proviene de una fuente de tensión continuaaplicada al TRIAC a través de una resistencia limitadora de la corriente de puerta. Esnecesario disponer de un elemento interruptor en serie con la corriente de disparoencargado de la función de control, que puede ser un simple interruptor mecánico o untransistor trabajando en conmutación. Este sistema de disparo es el normalmente empleado en los circuitos electrónicosalimentados por tensiones continuas cuya función sea la de control de una corriente apartir de una determinada señal de excitación, que generalmente se origina en untransductor de cualquier tipo.
  17. 17. DISPARO POR CORRIENTE ALTERNA. El disparo por corriente alterna se puede realizar mediante el empleo de untransformador que suministre la tensión de disparo, o bien directamente a partir de lapropia tensión de la red con una resistencia limitadora de la corriente de puertaadecuada y algún elemento interruptor que entregue la excitación a la puerta en elmomento preciso.
  18. 18. Aplicaciones del triac como contactor estáticoSe presenta unas de las aplicaciones del triac, denominadas contactor estáticos
  19. 19. DIAC: ESTRUCTURA Y CARACTERISTICAS• Diac (Diode Alternative Current): dispositivo bidireccional simétrico (sinpolaridad) con dos electrodos principales, MT1 y MT2, y ninguno de control• En la curva característica tensión-corriente (Fig) se observa que:− V(+ ó −) < VS ⇒ el elemento se comporta como un circuito abierto.− V(+ ó −) > VS ⇒ el elemento se comporta como un cortocircuito.• Se utilizan para disparar esencialmente a los triacs.
  20. 20. CARACTERÍSTICAS GENERALES Y APLICACIONES. Se emplea normalmente en circuitos que realizan un control de fase de lacorriente del triac, de forma que solo se aplica tensión a la carga durante unafracción de ciclo de la alterna. Estos sistemas se utilizan para el control deiluminación con intensidad variable, calefacción eléctrica con regulación detemperatura y algunos controles de velocidad de motores. La forma más simple de utilizar estos controles es empleando el circuitorepresentado en la Figura 3, en que la resistencia variable R carga el condensador Chasta que se alcanza la tensión de disparo del DIAC, produciéndose a través de él ladescarga de C, cuya corriente alcanza la puerta del TRIAC y le pone en conducción.Este mecanismo se produce una vez en el semiciclo positivo y otra en el negativo.El momento del disparo podrá ser ajustado con el valor de R variando comoconsecuencia el tiempo de conducción del TRIAC y, por tanto, el valor de la tensiónmedia aplicada a la carga, obteniéndose un simple pero eficaz control de potencia.
  21. 21. RESUMEN Como resumen final del tema se reflejan en una tabla las característicasmás importantes de los tiristores que se han presentado.

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