Dispositivos Semiconductores De Potencia

Lección 2. Dispositivos semiconductores de potencia
2.1 Introducción. 2.2 Diodos. 2.3 Tiristores. 2.4 Interruptores controlados. 2.5 Disipación de calor.

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2.1 Introducción
Diodos

•Estados ON y OFF controlados por el circuito de potencia.

Tiristores
• Pasan a ON mediante una señal de control y a OFF por el circuito de potencia.

Interruptores controlados
• Conmutan entre ON yOFF mediante señales de control. • BJT, MOSTET, GTO, IGBT

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2.2 Diodos
iD A + vD K

iD

iD

I VR VF vD

0

vD

VF = tensión directa de conducción VR = tensión inversa de ruptura3

Formas de ondas típicas
V1 t R1 V1 VR VR t

VT

VT

t

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El diodo en conmutación
iD iF

trr Qrr IRM t

trr = tiempo de recuperación inversa IRM = corriente de recuperacióninversa

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Tipos de diodos
Se clasifican en función de la rapidez (trr) VRRM Estándar Fast Ultra Fast Schottky 100 – 600V 100 - 1000 V 200 - 800 V 15 - 150 V IF 1 - 50 A 1 – 50 A 1 - 50 A 1- 150 Atrr

> 1µs
100 – 500 ns 20 – 100 ns

< 2 ns

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Ejemplo

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2.3 Tiristores
+ A iA
iA ON Paso de OFF a ON si se aplica un pulso de iG OFF VAK
0

vAK

K iG G
iA

A = Ánodo K =Cátodo G = Puerta

Estado ON OFF a ON VAK Estado ON

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Formas de ondas típicas
V1 t R1 V1 iG VR
Disparo

iG t VR t VT t

VT

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Apagado del tiristor
iA

trr t VAK ON OFF

ttq
tq = tiempo de recuperación del tiristor

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Ejemplo

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TRIAC
T1 iT12 iG disparado VT12 iG disparado T2 iT12

G

Conduce en ambos sentidos (bidireccional). Se puede disparar concorrientes entrantes o salientes. Aplicaciones de baja potencia.

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Formas de ondas típicas
V1 t R1 V1 iG VR
Disparo

iG t VR t α VT t

VT

Vrms

2π 2 = ∫ (Vm sen ωt ) dωt Tα

13Ejemplo

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2.4 Interruptores controlados
iT
+

vT

-

Interruptor ideal: En off bloquear tensiones directas e inversas elevadas. En on conducir corrientes elevadas con caída de...