El tristor

El tiristor es un dispositivo de estado sólido que su modo de operación emula a un relé.
En estado de conducción tiene una impedancia muy baja que permite circular grandes de niveles de corriente con una tensión ánodo-cátodo del orden de 1V.
En estado de corte, la corriente es prácticamente nula y se comporta como un circuito abierto. A continuación se describen las diferentes maneras deactivar o disparar y de bloqueo de un tiristor.
Existen cuatro maneras de poner a un tiristor en estado de conducción:
a) Activación o disparo por puerta.
El método más común para disparar un tiristor es la aplicación de una corriente en su puerta. Los niveles de tensión y corriente de disparo en la puerta deben tener un rango de valores comprendidos dentro de una zona de disparo de seguridad.
Si sesobrepasa ese límite puede no dispararse el tiristor o puede deteriorarse el dispositivo; por ejemplo, para el 2N5060 la máxima potencia eficaz que puede soportar la puerta es PG(av)=0,01 W.
Gráficamente, en la figura 12.11 se muestra la forma típica de esa zona de seguridad de disparo del SCR TF521S de Sanken Electric; obsérvese la su elevada dependencia con la temperatura.
Este tiristorsoporta corrientes de hasta IT(rms) = 5A y la corriente máxima de disparo es IGT(max) es I=15mA a 25ºC para una VGT(max) V =2.5 V.
Otro ejemplo es el C701 de SPCO capaz de soportar 1300A con una corriente IGT=500mA.
Además, el disparo debe tener una duración dependiente del tiristor con valores típicos de 1 useg para que resulte eficaz. El tiempo de conexión o de activación es el tiempo que tarda enconducir el tiristor desde que se ha producido el disparo.
Los valores típicos de tiristores comerciales están alrededor de 1 a 3 useg, aunque para aplicaciones especiales como son los moduladores de impulsos de radar se fabrican tiristores con valores por debajo de 100nseg.
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SCR

El tiristor (SCR, Silicon Controlled Rectifier o RectificadorControlado de Silicio), es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones PN con la disposición PNPN. Está formado por tres terminales, llamados Anodo, Cátodo y Puerta. El instante de conmutación, puede ser controlado con toda precisión actuando sobre el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional, conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.


1.-VAK positiva. El dispositivo se comporta como un circuito abierto.
2.- VAK positiva. El elemento está en estado de conducción.
3.- VAK negativa. El dispositivo equivale a un cto. abierto.

VDWM = Tensión máx. directa de trabajo
VDRM = Valor máx. de voltaje repetitivo directo.
VRRM = Valor máx. de voltaje repetitivo inverso.
VT = Caída de tensión de trabajo
IT = Intensidad de trabajoIH = Intensidad de mantenimiento
IDRM = Intensidad directa en estado de bloqueo. (Intensidad de fugas)
IRRM = Intensidad inversa en estado de bloqueo. (Intensidad de fugas)
IL = Intensidad de enganche


En la fabricación se emplean técnicas de difusión y crecimiento epitaxial. El material básico es el Si. En la figura están representados algunos tipos de encapsuladoPrincipio de Funcionamiento
Tensión de ánodo negativa respecto a cátodo (VAK < 0):
Los diodos U1 y U3 quedan polarizados en inverso y U2 en directo. La corriente del diodo viene dada por:



Métodos de disparo:
Para que se produzca el cebado de un tiristor, la unión ánodo - cátodo debe estar polarizada en directo y la señal de mando debe permanecer un tiempo suficientemente largocomo para permitir que el tiristor alcance un valor de corriente de ánodo mayor que IL, corriente necesaria para permitir que el SCR comience a conducir.
Para que, una vez disparado, se mantenga en la zona de conducción deberá circular una corriente mínima de valor IH, marcando el paso del estado de conducción al estado de bloqueo directo.
Los distintos métodos de disparo de los tiristores son:...