Electronica

CAPITULO 2

2.1. CLASIFICACIÓN DE LOS TIRISTORES.
El nombre de tiristor define cualquier dispositivo semiconductor cuya acción biestable depende de la acción regenerativa de una estructura PNPN. Los tiristores pueden ser dispositivos de 2, 3 ó 4 terminales y tanto unidireccionales como bidireccionales.

En las siguientes figuras se muestra la clasificación de los tiristores con sus símbolosy curvas características para cada uno de ellos. DISPOSITIVOS DE POTENCIA

FIGURA 2.1.Característica de V-I y símbolos de los dispositivos unidireccionales de potencia.

FIGURA 2.2. Característica y símbolo del principal dispositivo bidireccional de potencia.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

DISPOSITIVOS DE SWITCHEO

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CAPITULO 2

DISPOSITIVOS DE CORTE (TRIGGER)

FIGURA 2.3.Característica de V-I y símbolos usados de los dispositivos unidireccionales de corte.

FIGURA 2.4. Características de V-I y símbolos usados de los dispositivos bidireccionales de corte.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

DISPOSITIVOS DE SWITCHEO

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CAPITULO 2

FIGURA 2.5. Características de V-I y símbolos usados de los dispsotivos bidireccionales de trigger.

DISPOSITIVOS DE BAJA POTENCIA

FIGURA2.6. Características de V-I y símbolos usados de los dispositivos unidireccionales de interrupción.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

DISPOSITIVOS DE SWITCHEO

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CAPITULO 2

El significado de las siglas con las cuales denominamos a los diferentes dispositivos tiristores más empleados en la Electrónica Industrial, de acuerdo con su clasificación se muestra en la siguiente tabla.

SIGLA SCRNGT LASCR SCS TRIAC FLD SUS SBS LATRIAC SAS SAT DIAC BDT LAS LASCS PUT LAT PUT

SIGNIFICADO Rectificador controlado de silicio Tiristor de compuerta negativa SCR activado por luz Interruptor controlado de silicio Tríodo bidireccional de c.a. Diodo Four - Layer Interruptor unilateral de silicio Interruptor bilateral de silicio Triac activado por luz Interruptor asimétrico de silicio Triggerasimétrico de silicio Diodo bilateral de c.a. Diac de disparo bilateral de la familia de los transistores Interruptor activado por luz Interruptor controlado de silicio activado por luz Transistor de unión única programable PUT activado por luz

TABLA 1. Significado de las siglas utilizadas en los tiristores.

2.2. ANALOGÍA DE OPERACIÓN DE LA ESTRUCTURA PNPN.
La estructura PNPN de un tiristor semuestra en la figura 2.7

FIGURA 2.7. Estructura PNPN de un tiristor.

Donde:
ELECTRÓNICA DE POTENCIA DISPOSITIVOS DE SWITCHEO 13

CAPITULO 2

AKGp Gn -

Terminal de ánodo Terminal de cátodo Terminal de compuerta (+) Terminal de compuerta (-)

La estructura PNPN puede simularse como dos transistores PNP y NPN, interconectados formando un par retroalimentador negativo como se muestra enla figura 2.8.

(a)

(b)

FIGURA 2.8. (a) Estructura PNPN. (b) Repetición de la estructura PNPN como dos transistores.

Si el transistor T1 tiene una ganancia de corriente de base común ∝p y un multiplicador de avalancha mp y lo mismo para el transistor T2 , ∝n y mn , podemos plantear las siguientes ecuaciones, tratando como base que para un transistor conectado en base común existen lassiguientes ecuaciones: Ic = ICBO + αIE IB = ( 1 - α ) IE - ICBO

FIGURA 2.9. Configuración de base común del transistor bipolar.

De la analogía podemos plantear las siguientes ecuaciones:
ELECTRÓNICA DE POTENCIA DISPOSITIVOS DE SWITCHEO 14

CAPITULO 2

1. 2. 3. 4. 5.

IB1 = IC2 + IGn IB2 = IC1 + IGp IB2 = (1 - αn ) Ik - ICBO2 IC1 = αp mp IA + ICBO1 Combinando la estructura PNPN como unánodo: IA + IGp = IK + IGn

de (5) despejamos IA = IK + IGn - IG y sustituyendo IK en (3) tenemos:

IA Relacionando: Sustituyendo:
(1 - αn

=

IB2 + ICBO2 + IGn + IGp 1 - αn mn

IB2

mn) IA = IB2 + ICBO2 + (1 - αn mn) (IGn - IGp) por IC1 + IGp

(1 - αn mn ) IA = IC + IGp + ICBO2 + (1 - αn mn ) IGn - (1 - αn mn ) IGp Sustituyendo: IC1 de (4) tenemos:

(1 - αn mn ) IA = αp mp...