Electronica. Tiristores

El tiristor
Original de:
Universidad de Jaén
Escuela Politécnica Superior
Autor:
Juan Domingo Aguilar Peña
Autorizado para:
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El tiristor

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) y puerta (G), (Fig. 1.2). Puede conmutar de bloqueo a
conducción, o viceversa, en un solo cuadrante.
Anodo
P1
N1
P2
N2

Puerta

Catodo

Anodo

A

U1 (P2-N2)
U2 (N2-P1)
U3 (P1-N1)

IG

Th

G
K

Catodo

Fig.1.- Estructura del tiristor.

IA

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.

IT
Zona de bloqueo
inverso
IL
IH
VRVRSMVRRMVRWM

Zona de conducción
Zona de bloqueo
directo
VT
VBO
VDWM VDRM VDSM

V

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 recorreuna débil corriente de fuga inversa (IRRM).
− Hay que intentar no sobrepasar 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: SCRconduce (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 defuncionamiento 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

67

8

9

10

8

9

10

8

9

10

Se al de entrada
1

3

5

Control todo o nada
1

2

3

4

5

6

7

Control por ngulo 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.
• Fácilcontrolabilidad.
• Relativa rapidez.
• Características en función de situaciones pasadas (memoria).
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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...