Tiristores
Páginas: 15 (3723 palabras)
Publicado: 18 de noviembre de 2013
Tiristores
2.1 Características y parámetros
Un Tiristor es dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones pn tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta.
Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3 tienen polarización directa o positiva. La unión J2 tiene polarización inversa, y solo fluirá una pequeñacorriente de fuga del ánodo al cátodo. Se dice entonces que el tiristor está en condición de bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corriente fuga corriente de estado inactivo ID. Si el voltaje ánodo a cátodo VAK se incrementa a un valor lo suficientemente grande la unión J2 polarizada inversamente entrará en ruptura. Esto se conoce como ruptura por avalancha y el voltajecorrespondiente se llama voltaje de ruptura directa VBO. Dado que las uniones J1 y J3 ya tienen polarización directa, habrá un movimiento libre de portadores a través de las tres uniones que provocará una gran corriente directa del ánodo. Se dice entonces que el dispositivo está en estado de conducción o activado.
La fig. muestra el símbolo del tiristor y una sección recta de tres uniones pn. Lostiristores se fabrican por difusión.
La corriente del ánodo debe ser mayor que un valor conocido como corriente de enganche IL, a fin de mantener la cantidad requerida de flujo de portadores a través de la unión; de lo contrario, al reducirse el voltaje del ánodo al cátodo, el dispositivo regresará a la condición de bloqueo. La corriente de enganche, IL, es la corriente del ánodo mínima requeridapara mantener el tiristor en estado de conducción inmediatamente después de que ha sido activado y se ha retirado la señal de la compuerta.
En la fig. aparece una gráfica característica v-i común de un tiristor.
Una vez que el tiristor es activado , se comporta como un diodo en conducción y ya no hay control sobre el dispositivo. El tiristor seguirá conduciendo, porque en la unión J2 no existe una capa de agotamiento de vida a movimientos libres de portadores. Sin embargo si se reduce la corriente directa del ánodo por debajo de un nivel conocido como corriente de mantenimiento IH , se genera una región de agotamiento alrededor de la unión J2 debida al número reducido de portadores; el tiristor estará entonces en estado de bloqueo. La corriente de mantenimiento es del orden delos miliamperios y es menor que la corriente de enganche, IL. Esto significa que IL>IH . La corriente de mantenimiento IH es la corriente del ánodo mínima para mantener el tiristor en estado de régimen permanente. La corriente de mantenimiento es menor que la corriente de enganche. Cuando el voltaje del cátodo es positivo con respecto al del ánodo, la unión J2 tiene polarización directa, perolas uniones J1 y J3 tienen polarización inversa. Esto es similar a dos diodos conectados en serie con un voltaje inverso a través de ellos. El tiristor estará en estado de bloqueo inverso y una corriente de fuga inversa, conocida como corriente de fuga inversa IR, fluirá a través del dispositivo.
Características estáticas:
Estudian el comportamiento del tiristor entre A (ánodo) y K(cátodo), con la G (puerta) abierta. Son valores máximos que nunca deben ser superados en el funcionamiento del tiristor.
VRWN --> Tensión inversa de Trabajo máximo
VFDM --> Tensión directa de Trabajo máximo
VFT --> Caída de tensión directa de cebado
IFAV, Ief --> Corriente media y corriente eficaz
IFD --> corriente directa de fugas (en corte)
IR --> Corriente inversa de fugas
TF --> Temperaturade funcionamiento
IH --> Corriente de mantenimiento
Características de control:
Estudian el comportamiento del tiristor entre G y K, y determinan el circuito de disparo.
VGFS --> Tensión directa de puerta máxima (accidental)
VGRS --> Tensión inversa de puerta máxima (accidental)
IGFS --> Corriente de puerta directa máxima (accidental)
VGT --> Tensión mínima para el cebado
IGT -->...
2.1 Características y parámetros
Un Tiristor es dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones pn tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta.
Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3 tienen polarización directa o positiva. La unión J2 tiene polarización inversa, y solo fluirá una pequeñacorriente de fuga del ánodo al cátodo. Se dice entonces que el tiristor está en condición de bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corriente fuga corriente de estado inactivo ID. Si el voltaje ánodo a cátodo VAK se incrementa a un valor lo suficientemente grande la unión J2 polarizada inversamente entrará en ruptura. Esto se conoce como ruptura por avalancha y el voltajecorrespondiente se llama voltaje de ruptura directa VBO. Dado que las uniones J1 y J3 ya tienen polarización directa, habrá un movimiento libre de portadores a través de las tres uniones que provocará una gran corriente directa del ánodo. Se dice entonces que el dispositivo está en estado de conducción o activado.
La fig. muestra el símbolo del tiristor y una sección recta de tres uniones pn. Lostiristores se fabrican por difusión.
La corriente del ánodo debe ser mayor que un valor conocido como corriente de enganche IL, a fin de mantener la cantidad requerida de flujo de portadores a través de la unión; de lo contrario, al reducirse el voltaje del ánodo al cátodo, el dispositivo regresará a la condición de bloqueo. La corriente de enganche, IL, es la corriente del ánodo mínima requeridapara mantener el tiristor en estado de conducción inmediatamente después de que ha sido activado y se ha retirado la señal de la compuerta.
En la fig. aparece una gráfica característica v-i común de un tiristor.
Una vez que el tiristor es activado , se comporta como un diodo en conducción y ya no hay control sobre el dispositivo. El tiristor seguirá conduciendo, porque en la unión J2 no existe una capa de agotamiento de vida a movimientos libres de portadores. Sin embargo si se reduce la corriente directa del ánodo por debajo de un nivel conocido como corriente de mantenimiento IH , se genera una región de agotamiento alrededor de la unión J2 debida al número reducido de portadores; el tiristor estará entonces en estado de bloqueo. La corriente de mantenimiento es del orden delos miliamperios y es menor que la corriente de enganche, IL. Esto significa que IL>IH . La corriente de mantenimiento IH es la corriente del ánodo mínima para mantener el tiristor en estado de régimen permanente. La corriente de mantenimiento es menor que la corriente de enganche. Cuando el voltaje del cátodo es positivo con respecto al del ánodo, la unión J2 tiene polarización directa, perolas uniones J1 y J3 tienen polarización inversa. Esto es similar a dos diodos conectados en serie con un voltaje inverso a través de ellos. El tiristor estará en estado de bloqueo inverso y una corriente de fuga inversa, conocida como corriente de fuga inversa IR, fluirá a través del dispositivo.
Características estáticas:
Estudian el comportamiento del tiristor entre A (ánodo) y K(cátodo), con la G (puerta) abierta. Son valores máximos que nunca deben ser superados en el funcionamiento del tiristor.
VRWN --> Tensión inversa de Trabajo máximo
VFDM --> Tensión directa de Trabajo máximo
VFT --> Caída de tensión directa de cebado
IFAV, Ief --> Corriente media y corriente eficaz
IFD --> corriente directa de fugas (en corte)
IR --> Corriente inversa de fugas
TF --> Temperaturade funcionamiento
IH --> Corriente de mantenimiento
Características de control:
Estudian el comportamiento del tiristor entre G y K, y determinan el circuito de disparo.
VGFS --> Tensión directa de puerta máxima (accidental)
VGRS --> Tensión inversa de puerta máxima (accidental)
IGFS --> Corriente de puerta directa máxima (accidental)
VGT --> Tensión mínima para el cebado
IGT -->...
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