tiristores

TIRISTORES

Los tiristores son una familia de dispositivos semiconductores que se utilizan en los
Circuitos conversores de potencia eléctrica controlada. Compiten en algunas
Aplicaciones, con los transistores de potencia. Actúan como interruptores de corriente
Eléctrica, con característica “biestable” por un proceso interno regenerativo, que lo hace
Pasar de un estado “no conductor”,a un estado “conductor”.
En comparación con los transistores, desde el punto de vista de su actuación como
Interruptor de corriente eléctrica, los tiristores tienen menores perdidas por conducción
En estado “encendido” y tienen mayores especificaciones para el manejo de la potencia
Eléctrica a convertir. Los transistores, en cambio, tienen en gral, mejor prestación
Durante laconmutación, por su mayor velocidad y menor perdida de conmutación.
Existen una gran variedad de dispositivos semiconductores denominados “tiristores”,
Con dos, tres y hasta cuatro terminales externos. Por ejemplo el tiristor convencional,
Denominado “SCR” (rectificador controlado de silicio), tiene tres terminales, dos de los
Cuales los emplea para conducir la corriente eléctrica a convertir, y eltercer terminal se
Lo utiliza para “encender” el dispositivo (pasaje al estado conductor). La operación
Inversa, o sea el bloqueo de la corriente controlada, solo se logra por acción natural
(Cruce por cero de la corriente por el cambio de polaridad del voltaje), o por acción
Forzada de circuitos de conmutación auxiliares.
El “GTO” es un tiristor que tiene implementada la función de“encendido y apagado”
Mediante una compuerta que se le aplican pulsos positivos (para encendido) y pulsos
Negativos (para apagado), respecto al terminal “cátodo”.
Previo al análisis del funcionamiento interno de estos dispositivos, veremos primero el
Circuito básico y funcionamiento de rectificador controlado de media onda.



Características de los tiristores

Básicamente estánformados por una estructura semiconductora de cuatro capas “pnpn”
Con tres junturas J1, J2, J3, como muestra el siguiente dibujo:
Cuando al ánodo se le aplica tensión positiva respecto al cátodo, las junturas J1 y J3 se
Polarizan directamente y la juntura J2 inversamente. Entre ambos terminales fluye una
Pequeña corriente. Se dice que el tiristor está en estado de “bloqueo directo” oDesactivado. Si aumentamos la tensión ánodo-cátodo (vac), la juntura “J2” entra en
Ruptura por avalancha (vac = VBO), denominado “voltaje de ruptura directo”. Por el
Tiristor circulara una gran corriente, solo limitada por la carga conectada al circuito. Se
Dice que el tiristor entro en estado de “conducción directo o activado”. En esta
Condición, vac≈1 volt. La corriente se mantendrá circulando,solo si esta supera un
Valor, denominado “corriente de retención o enganche”.
Cuando se aplica una tensión negativa en el ánodo respecto al cátodo, J1 y J3 se
Polarizan inversamente, y J2 se polariza directamente. En esta condición, la junturas J1
Y J3, se comportan como dos diodos conectados en serie, soportando una tensión
Inversa, por lo que circulara una pequeña corriente de fugaentre ánodo y cátodo
(Corriente inversa). Se dice que en esta condición, el tiristor está en estado de “bloqueo
Inverso”, similar a un diodo polarizado inversamente.
La activación de un tiristor, haciendo vac > VBO, lo puede destruir. En la práctica
Vac < VBO y para activarlo, se le aplica un voltaje positivo a la compuerta “G”, respecto
Al cátodo. Una vez activado, puede quedar en estacondición (por un mecanismo de
Realimentación interna positiva), siempre y cuando la corriente de ánodo supere el valor
De la corriente “mínima de retención o enganche” (ia> iL). Dadas estas condiciones, la
Tensión de compuerta se puede retirar, sin afectar el ultimo estado “conductor” del
Tiristor.
El tiristor, en el estado conductor, se comporta en forma similar a la de un diodo...