El tiristor

El tiristor
Original de: Universidad de Jaén Escuela Politécnica Superior Autor: Juan Domingo Aguilar Peña Autorizado para: http://www.redeya.com

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1.1 ESTRUCTURAS Y CARACTERÍSTICAS GENERALES
1.1.1 DESCRIPCIÓN DEL SEMICONDUCTOR Y ESTRUCTURA
El tiristor (SCR) es un dispositivo semiconductor biestable de cuatro capas, PNPN (Fig 1.1), con tres terminales: ánodo (A), cátodo (K) ypuerta (G), (Fig. 1.2). Puede conmutar de bloqueo a conducción, o viceversa, en un solo cuadrante.
Anodo P1 N1 P2 N2 Puerta Anodo U1 (P2-N2) U2 (N2-P1) U3 (P1-N1) Catodo
IG G K

A

IA Th

Catodo

Fig.1.- Estructura del tiristor.

Fig.2.- Símbolo del tiristor.

La curva característica del SCR es la representada en la figura 1.3, donde: − − − − − − − VDRM VRRM VT IT IH IDRM IRRM =Valor máximo de voltaje repetitivo directo. = Valor máximo de voltaje repetitivo inverso. = Caída de tensión de trabajo. = Intensidad directa de trabajo. = Intensidad de mantenimiento en estado de conducción. = Intensidad directa en estado de bloqueo. = Intensidad inversa en estado de bloqueo.
Zona de conducción Zona de bloqueo directo VT VBO VDWM VDRM VDSM V

IT Zona de bloqueo inverso IL IH VRVRSMVRRMVRWM

Fig.3.- Curva característica del tiristor. ____________________________________________________________

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1.1.2 MODOS DE FUNCIONAMIENTO
• VAK < 0⇒ Zona de bloqueo inverso: SCR bloqueado (circuito abierto) (Fig. 1.3). − Solo lo recorre una débil corriente de fuga inversa (IRRM). − Hay que intentar nosobrepasar la tensión inversa máxima (VRRM). • VAK > 0; sin excitar puerta⇒ Zona de bloqueo directo: SCR bloqueado (circ. abierto). − Solo lo recorre una débil corriente de fuga directa (IDRM). − Hay que intentar no sobrepasar la tensión directa máxima (VDRM) (Fig. 1.3). • VAK > 0; excitada en puerta, ⇒ Zona de conducción: SCR conduce (cortocircuito). − entre G y K circula un impulso positivo de corriente(Fig. 1.3). − Duración del impulso de cebado: lo suficiente para que IA = IL (de enganche). − Mientras el SCR conduce, este se comporta como un diodo. • El SCR se bloquea cuando la corriente directa (IT) < corriente de mantenimiento (IH), en cuyo caso la puerta pierde todo poder sobre el SCR. • Los modos de funcionamiento del SCR pueden ser: − Todo o nada: para una señal de entrada (Fig. 1.4.a),el SCR suprime algunos semiperíodos suministrando a la carga paquetes de semiondas (Fig. 1.4.b). − Ángulo de fase: (Fig. 1.4 c) se mantienen todos los semiperíodos, se suprime parte de cada uno de ellos (ángulo de bloqueo) y el resto se transmite a la carga (ángulo de conducción).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Se al de entrada
1 3 5 8 9 10

Control todo o nada
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Control porngulo de fase

Fig..4.- Modos de funcionamiento del tiristor.

1.1.3 CARACTERÍSTICAS GENERALES
• Interruptor casi ideal. • Soporta tensiones altas. • Amplificador eficaz. • Es capaz de controlar grandes potencias. • Fácil controlabilidad. • Relativa rapidez. • Características en función de situaciones pasadas (memoria). _____________________________________________________________________________________ http://www.redeya.com Pág. 2

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1.2 CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS
Corresponden a la región ánodo-cátodo. Son aquellos valores que determinan las posibilidades máximas de un determinado SCR. Estos datos son: − − − − − − − − Tensión inversa de pico de trabajo ............................................. VRWM Tensión directa de pico repetitiva............................................... VDRM Tensión directa ............................................................................ VT Corriente directa media ............................................................... ITAV Corriente directa eficaz ............................................................... ITRMS Corriente directa de fugas ..............................................................