electronica

Transistores y Tiristores





Contenido














Resumen
Los transistores de potencia tienen características controladas de encendido y apagado. Por lo que su principal aplicación es como elementos de conmutación, por ejemplo en convertidores de potencia cd-cd y cd-ca. Su ventaja sobre los tiristores es que tiene menor voltaje de caída en la conmutación.
Mientrasque los tiristores trabajan al igual que los transistores como elementos de conmutación, su conmutación es de menor velocidad que los transistores, pero tienen ventaja sobre éstos en que son utilizados para altas potencias, por lo que se utilizan cuando hay necesidad de alto voltaje y corriente, en cambio los transistores son comúnmente utilizados para bajas y medianas potencia.
Los tiristoresson elementos biestables, trabajan de un estado conductor a un estado de no conducción. Su activación se da mediante la entrada de corriente a la compuerta o gate de cada uno. Pero su desventaja es que no puede ser desactivado el disparo, si no que se debe quitar la alimentación de corriente mediante otros métodos, para así poder desactivarlos.

Introducción
Según avanza la tecnología de laelectrónica de potencia y con la aplicación de semiconductores que permitan trabajar con un mayor rango de voltaje y corriente, se van descubriendo nuevos dispositivos. Pero para entender los nuevos dispositivos que ayudan en la conmutación de elementos de potencia, es necesario estudiar los dispositivos actuales, tales como BJT, MOSFET, SIT, MCT, TRIAC, IGBT, SCR, GTO, etc. Cada uno con sucorrespondiente clasificación en transistores y tiristores de potencia. Se tiene incluso nuevos elementos capaces de soportar millones de voltios por centímetro, y otros con sorprendente rapidez de conmutación, pero que se ha logrado gracias a la combinación de las características de los dispositivos anteriormente nombrados.
Los mismos se estudiarán a continuación así como también sus características detrabajo: voltaje, corriente, potencia, temperatura de trabajo, curvas características, etc.



Desarrollo
TRANSISTORES
Características:
Son utilizados como interruptores en circuitos de potencia:
Los transistores de potencia manejan medianas y bajas potencias.
Los circuitos de excitación de los transistores se diseñan para que estos estén en corte (no conducción)o ensaturación(conducción). Trabajando así en conmutación.
Proporcionan la ventaja de control de la conmutación, lo que no sucede con los SCRs.
BJT

Son transistores de unión bipolar manejados por corriente.
Características
Funcionan como amplificadores de corriente y de voltaje. Para la amplificación de corriente se los pone en configuración de emisor común, y para amplificación de voltaje utilizan la configuraciónde base común.
Son dispositivos controlados por corriente.
Trabajan a frecuencias menores de 20kHz.
Los valores máximos de trabajo de corriente y voltaje son 1KA y 1.5KV respectivamente.
Impedancias altas Y y corrientes relativamente altas.
Tiene dos tipos de uniones: npn y pnp como se muestran en la siguiente figura.


Figura 1[1]. Tipos de unión del transistor bipolar

[1] Figura No.4.1 Transistores bipolares, RASHID, Electrónica de Potencia
Diagrama del circuito

Figura 2.[2] Diagrama del circuito
Curva característica:


a) Curva de entrada b) Curva de salida
Figura 3.[2] Curva característica
[2] Figura No. 4.4 Transistores bipolares, RASHID, Electrónica de Potencia

Aplicaciones
Electrónica analógica
Electrónicadigital
Amplificadores de pequeña señal
Interruptores


Área de funcionamiento seguro para los BJT


Figura 4. Curva S.O.A. del transistor de potencia BDY58R, para TC = 25ºC. (Cortesía de RCA Bipolar Power Devices)
Ventajas
Funciona como un interruptor simple.
Baja caída de voltaje en estado de encendido.
Mayor capacidad de voltaje en estado apagado.

Desventajas
Requiere mayor...