Electronica de potencia

INSTITUTO TECNOLÓGICO de Nogales

ELECTRONICA II

UNIDAD II

DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA

2.1 Diodos
2.2 TIRISTORES
2.2.1 Rectificadores controladores de silicio (SCR)
2.2.2 TRIAC
2.2.3 DIAC
2.3 BJT
2.4 MOSFET
2.5 IGBT
2.6 UJT
2.7 PUT

INTEGRANTES DEL EQUIPO:
Flores Morales GonzaloCota Valenzuela Josué
Ceballos García Fco. Javier

CARRERA:
Ingeniería en Mecatrónica

PROFR.:
Manuel Meranza

H. Nogales, Sonora 21/Septiembre/2011

INTRODUCCION

En las aplicaciones de electrónica de potencia, los elementos semiconductores trabajan con niveles muy elevados de tensión y corriente. Así, con objeto de reducir al máximo la potenciadisipada en los semiconductores, éstos funcionan a modo de interruptores.
Los dispositivos semiconductores utilizados en Electrónica de Potencia se pueden clasificar en tres grandes grupos, de acuerdo con su grado de controlabilidad:
1. Dispositivos no controlados: en este grupo se encuentran los Diodos. Los estados de conducción o cierre (ON) y bloqueo o abertura (OFF) dependen del circuito depotencia. Por tanto, estos dispositivos no disponen de ningún terminal de control externo.
2. Dispositivos semicontrolados: en este grupo se encuentran, dentro de la familia de los
Tiristores, los SCR (“Silicon Controlled Rectifier”) y los TRIAC (“Triode of Alternating Current”). En éste caso su puesta en conducción (paso de OFF a ON) se debe a una señal de control externa que se aplica en uno de losterminales del dispositivo, comúnmente denominado puerta. Por otro lado, su bloqueo (paso de ON a OFF) lo determina el propio circuito de potencia. Es decir, se tiene control externo de la puesta en conducción, pero no así del bloqueo del dispositivo.
3. Dispositivos totalmente controlados: en este grupo encontramos los transistores
bipolares BJT (“Bipolar Junction Transistor”), los transistoresde efecto de campo
MOSFET (“Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”), los transistores
bipolares de puerta aislada IGBT (“Insulated Gate Bipolar Transistor”) y los tiristores
GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”), entre otros.

2.1 DIODOS DE POTENCIA

Los fenómenos que rigen el funcionamiento de los diodos de potencia son los mismos que gobiernan los de pequeña señal. La diferenciafundamental entre ambos reside en que el área de la pastilla del diodo de potencia, así como las intensidades que maneja, son mucho mayores que en el diodo de pequeña señal.
El diodo es el dispositivo semiconductor de potencia más simple. Consiste en una unión PN, y se representa como muestra la figura:

Como se puede observar en la figura, el diodo está formado por una sola unión PN, aunque laestructura de un diodo de potencia es algo diferente a la de un diodo de señal, puesto que en este caso existe una región N intermediaria con un bajo dopaje. El papel de esta región es permitir al componente soportar tensiones inversas más elevadas. Esta región de pequeña densidad de dopaje dará al diodo una significativa característica resistiva en polarización directa, la cual se vuelve mássignificativa cuanto mayor sea la tensión que ha de soportar el componente. Las capas que hacen los contactos externos son altamente dopadas, para obtener un contacto con características óhmicas y no del tipo semiconductor.

La tensión VF que se indica en la curva estática corriente-tensión se refiere a la caída de tensión cuando el diodo está conduciendo (polarización directa). Para diodos depotencia, ésta tensión de caída en conducción directa oscila aproximadamente entre 1 y 2 Volts. Además, esta caída depende de la corriente que circule, teniéndose una característica corriente – tensión bastante lineal en la zona de conducción. Esta relación se conoce como la resistencia en conducción del diodo, abreviada por Ron y que se puede obtener como el inverso de la pendiente de la asíntota de...