Aprender sobre las aplicaciones de los dispositivos DE SCR, SCS, GTO, LASCR Y SHOCKLEY. Conocer la estructura y funcionamiento de los dispositivos de 4 capas. Diferenciar la utilización y ventajas de cada uno de estos dispositivos en sus distintas aplicaciones.

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INFROMÁTICA Y ELECTRÓNICA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA, TELECOMUNICACIONES Y
REDES
CÁTEDRA: ELECTRÓNICA II
TEMA: APLICACIONES Y FUNCIÓN DE SCR, SCS, GTO,
LASCR Y SHOCKLEY.
OCTUBRE 2015

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FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA
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OBJETIVOS:
 Aprender sobre las aplicaciones de los dispositivos DE SCR, SCS, GTO, LASCR Y
SHOCKLEY.
 Conocer la estructura y funcionamiento de los dispositivos de 4 capas.
 Diferenciarlautilización yventajas de cadauno de estos dispositivos en sus distintas
aplicaciones.
APLICACIONES DEL SCR
 INTERRUPTOR ESTÁTICO EN SERIE DE MEDIA ONDA
Cuando el interruptor está activo o cerrado se transmite una corriente de compuerta la cual
ésta ayuda para encender el SCR. El R1 hace que la magnitud de corriente de compuerta se
limitaconuna pérdidamínima,cuando el SCR se enciende el voltaje ánodo-cátodo (VF), éste
se reducirá al valor de conducción, cuando el interruptor está abierto el SCR no funciona y el
ánodo es negativo con respecto al cátodo, el D1 se la utiliza para que evite la inversión de la
corriente de compuerta.
El resultado es una señal rectificada de media onda a través de la carga. Si se desea una
conducción de menos de 180°C, el interruptor se puede cerrar a cualquier desfasamiento
durante la parte positiva de la señal de entrada. El interruptor puede ser electrónico,
electromagnético o mecánico, dependiendo de la aplicación.
 CONTROL DE FASE DE RESISTENCIA VARIABLE
Si R1 y R alcanza su valor máximo no permitirá el paso de corriente IG y entonces no se
encenderá el SCR. Si R1 va reduciendo a partir de su valor máximo la IG se va incrementando
hasta encenderel SCRysi el valorde R1 esmuy bajoel SCR se encenderáde forma inmediata.

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No se puede tener un control más amplio ya que en 90° se alcanza su máximo valor. Si el
voltaje no es suficiente en este punto no se encenderá el SCR y pasará lo mismo en la parte
negativa de la señal de entrada.
 REGULADOR DE CARGA DE BATERÍAS
El D1 y D2 funcionan funcionan como un retificador de onda completa entregando IG al SCR1
para que funcione haciendo que la bateria de 12V se cargue. Si la bateria sumunistra menos
de los12V el SCR2 estría apagado haciendoque el SCR1 funcione como el interruptor estático
en serie visto anteriormente. La batería entrega un voltaje de R pequeño haciendo que el
diodozeneernofunione siedoesteuncircuito abierto, manteniendole al SR2 apagado lo cual
en este caso la corriente IG sea cero, el capacitor C1 seencarga de impedir que el SR2 se
encienda accientalmente.
Cuandola batería alcanzae valormáximoenciende el zener y el SCR2 produciendo un divisor
de voltaje entre R1 y R2 manveniendo el voltaje V2 muy pequeño para mantener encendido
los dos SCR en cortocircuito.

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 CONTROLADOR DE TEMPERATURA
Está diseñado para que el calefactor de 100 W se encienda y apague por medio de
termostatos. Los termostatos de mercurio en cápsula de vidrio son muy sensibles a los
cambiosde temperatura. En realidad, pueden detectar cambios hasta de 0.1°C. Sin embargo,
su aplicación es limitada, ya que sólo pueden manejar niveles de corriente muy bajos:
inferiores a 1 mA. En esta aplicación, el SCR sirve como amplificador de corriente en un
elementode conmutaciónde carga.No esun amplificador en el sentido de que amplifique el
nivel de corriente del termostato.Encambio,esundispositivocuyomásaltonivel de corriente
es controlado por el comportamiento del termostato.
Debe quedarclaroque la red enconfiguraciónde puente está conectada a la fuente de ca por
medio del calentador de 100 W. Esto producirá un voltaje rectificado de onda completa a
través del SCR. Cuando el termostato se abre, el voltaje a través del capacitor se cargará a un
potencial de encendidode compuertamediante cadapulsode laseñal rectificada. El producto
RC determinalaconstante de tiempo de carga y disparará el SCR durante cada semiciclo de la
señal de entrada, lo que permite un flujo de carga (corriente) hacia el calentador. A medida
que se elevalatemperatura,el termostatoconductorpondráencortocircuitoel capacitor y así
se elimina la posibilidad de que el capacitor se cargue al potencial de encendido y active el
SCR1. El resistor de 510 kÆ

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 SISTEMA DE ILUMINACIÓN DE EMERGENCIA
El capacitor se carga a un voltaje menor a la diferencia entre la señal rectificada de onda
completayel voltaje de corriente directade laresistencia,que esel mismovoltaje que tiene la
batería. En este caso el cátodo está en un nivel más alto que el ánodo y el voltaje de
compuerta del ánodo es negativo, es por eso que el SCR está apagado.
La batería se carga con el diodo 1 y la resistencia 1, la carga solo funcionará cuando el voltaje
de entrada es mayor que la batería. La lámpara se mantendrá encendida por la señal
rectificada de onda completa, si la energía de la fuente se corta el capacitor se descarga y se
activa el SCR.
APLICACIONES DE INTERUPTOR CONTROLADO DE SILICIO (SCS)
 DETECTOR DE VOLTAJE

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Los resistoressensiblesalatemperatura,luzoradiacióncuyaresistenciase incrementadebido
a la aplicación de cualquiera de las tres fuentes de energía mencionadas se puede acomodar
cambiando la ubicación de Rs y del resistor variable. Al activarse cualquier entrada se
encenderálaluzenel circuitode compuerta de ánodo para indicar la ubicación de la entrada.
 CIRCUITO DE ALARMA
La relación del divisor establecida por Rs y el resistor variable determinan el potencial en la
compuertade ánodo.Observe que el potencial de la compuerta este aproximadamente 0V si
Rs esigual al valorestablecidoporel resistor variable puesto que ambos transistores tendrán
12V, y si Rs se reduce el potencial de launión se incrementara hasta que el SCS se polarice en
directa,loque hará que se enciendayse energice el relevadorde alarma. Se incluye el resistor
de 100k ohmiosparareducirla posibilidad de un disparo accidental del dispositivo mediante
un fenómeno conocido como efecto de transición. El dispositivo se reinicia oprimiendo el
botón de reinicio, el cual abre la ruta de conducción del SCS y reduce a cero la corriente del
ánodo.
INTERRUPTOR DE APAGADO POR COMPUERTA
 GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA

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Al energizarse la fuente, el GTO se encenderá y el resultado será un equivalente de
cortocircuito de ánodo a cátodo. El capacitor C1 comenzará entonces a cargarse al voltaje de
alimentacióncomose muestraenlafigura.Cuandoel voltaje a través del capacitor C1 alcanza
un valor por arriba del potencial Zener, el voltaje de compuerta a cátodo y la corriente de la
compuertase invertirán.Conel tiempo,lacorriente negativade lacompuerta será lo bastante
grande para apagar el GTO. Un vezque éste se apaga, se obtiene la representación de circuito
abierto y el capacitor C1 se descargará a través del resistor R3. La constante de tiempo del
circuitoƬ=R3C1 determinael tiempode descarga.Laselecciónapropiada de R3 y C1 producirá
la forma de onda de diente de sierra de la figura. Una vez que el potencial de salida Vo se
reduce por debajo del VZ, el GTO se encenderá y el proceso se repetirá.
SCR ACTIVADO POR LUZ
 RELEVADOR CON ENCLAVAMIENTO
Una segunda aplicación del LASCR aparece en la figura. Es el análogo semiconductor de un
relevadorelectromecánico.Observe que ofrece aislamientototal entre el elementode entrada
y el de conmutación. Se puede hacer que la corriente de energización pase a través de un
diodo emisor de luz o de una lámpara, como se muestra en la figura. La luz incidente
encenderá el LASCR y permitirá que fluya carga (corriente) a través de la carga tal como lo
establece la fuente de cd. Mediante un interruptor de reinicio S1 se puede apagar el LASCR.
Este sistema ofrece las ventajas adicionales sobre un interruptor electromecánico de larga
duración, respuesta de microsegundos, tamaño pequeño y la eliminación de rebote de
contacto.
DIODO SCHOCKLEY

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 INTERRUPTOR DE DISPARO
Cuando el circuito se energiza, el voltaje a través del capacitor comenzará a cargarse
tendiendo al voltaje de alimentación. Con el tiempo, el voltaje a través del capacitor será lo
bastante alto para encender primero el diodo Schockley y luego el SCR.
CONCLUSIONES:
 El SCR es un dispositivo con varias aplicaciones muy interesantes, y la principal es un
rectificador de alta velocidad que puede trabajar con altos valores de corrientes y
voltajespudiendoasíaplicarloenmuchasáreas, como en el termostato de un hogar o
una fábrica, luces de emergencia, etc.
 La principal ventaja de los tiristores frente a los diodos cuando funcionan como
rectificadores es que su entrada en conducción estará controlada por la señal de
compuerta.
 Los SCS poseendoscompuertasunacompuertade ánodo,yuna compuerta de cátodo,
mientrasla corriente de la compuerta del ánodo sea mayor, menor será el voltaje VF
para que el SCS entre en funcionamiento.
 Un tiristor GTO puede ser encendido por un solo pulso de corriente positiva en la
compuerta como en el tiristor, pero en cambio puede ser apagado por un pulso de
corriente negativa entregado por la compuerta.
 Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: uno de
bloqueo o de alta impedancia y de conducción o baja impedancia
BIBLIOGRAFIA
ELECTRONICA: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos
“Boylestad Nashelsky” 8va
Edición pág. 831-841