Los tiristores y su clasificación

Instituto Superior Tecnológico “Guayaquil” Nombre: Anderson Falcón Curso: 2º Paralelo: “B” Fecha: 04/08/2020 Materia: Electrónica analógica Carrera: Electrónica

Tabla de contenido Los Tiristores ................................................................................................................................. 2 Funcionamiento ........................................................................................................................ 4 Estados de los tiristores ................................................................................................................ 5 Tipos de tiristores .......................................................................................................................... 6 Otros tipos de tiristores ................................................................................................................ 9

Los Tiristores El tiristor es un semiconductor de potencia que se utiliza como interruptor, ya sea para conducir o interrumpir la corriente eléctrica.

La este componente se le conoce como de potencia por que se utilizan para manejar grandes cantidades de corriente y voltaje, a comparación de los otros semiconductores que manejan cantidades relativamente bajas.

Es un elemento unidireccional y solo conduce corriente en el sentido ánodo-cátodo, siempre y cuando el elemento esté polarizado en sentido directo (tensión ánodo – cátodo positiva) y tengamos aplicado un impulso en la puerta.

En el caso de que la polarización sea inversa, el elemento estará siempre bloqueado (de ahí que sea un elemento unidireccional). Las características eléctricas entre ánodo-cátodo dependerán de la señal que hay o ha habido en la puerta en el momento de la polarización positiva, pudiendo comportarse como un cortocircuito o como un circuito abierto, de aquí su posible funcionamiento como conmutador.

Cuando se habla de tiristores comúnmente se cataloga al tiristor como un SRC (silicon controlled rectifier), pero esto no es del todo correcto ya que este tipo es el más

popular y conocido pero no es el único que existe.

Funcionamiento

Los tiristores están conformados por 3 terminales un ánodo, un cátodo y una compuerta o mejor conocida “gatillo”.

Gatillo

La única causa que haga que se produzca circulación de corriente debe provenir del exterior, a través de la puerta, G “gatillo”, del propio tiristor.

Su funcionamiento se asemeja al de un relevador o un interruptor mecánico, Ya que cuando aplicas una corriente a la terminal “gatillo” este se activa y obtiene la característica de dejar pasar a la electricidad.

Cuando el tiristor se ha disparado ya no es necesario introducir ningún tipo de impulso por el terminal de puerta para que dicho tiristor siga disparado o en conducción.

Para conseguir el bloqueo o no conducción del tiristor, la tensión entre ánodo y cátodo debe ser negativa, es decir, que el cátodo sea más positivo que el ánodo o la tensión VAK, caiga por debajo de un cierto nivel (denominado nivel de mantenimiento), en estas circunstancias, ambos

transistores volverán a estar en corte y, por lo tanto, una nueva conducción de dicho tiristor se conseguirá introduciendo un nuevo disparo en la puerta, G. TENSIÓN VAK +

-

Estados de los tiristores

Estado de bloqueo  Si la tensión en bornes del tiristor es negativa (VAK< 0), la corriente es prácticamente nula para cualquier valor de la tensión de polarización inversa que no supere la tensión inversa de ruptura (VBOR) (BreakOver Reverse), en la que se produce la destrucción del componente por avalancha. El tiristor no conduce, se comporta como un interruptor abierto. Se encuentra en estado de "bloqueo inverso".  Si la tensión en bornes del tiristor es positiva (VAK > 0) y no existe ninguna señal aplicada a la puerta el tiristor, sigue estando en bloqueo mientras la tensión en bornes del tiristor no sea igual a la tensión directa de ruptura (VBO) (BreakOver). Hasta dicho valor, el tiristor sigue comportándose como un circuito abierto. Se encuentra en estado de "bloqueo directo".

Estado de conducción  Si no existe ninguna señal aplicada a la puerta y la tensión en bornes del tiristor es igual al valor de ruptura directa, la corriente a través del dispositivo crece de forma brusca, y se establece la conducción. (Trazo rojo de la figura). No se aconseja esta forma de

establecer la conducción, ya que el elemento no ha sido diseñado para soportar dicha corriente y puede destruirse.  Si con polarización directa (VAK> 0) se introduce por el terminal de puerta una corriente de disparo IG, se produce una corriente de elevado valor que cebará el tiristor. (Trazo verde). El tiristor conduce y la caída de potencial entre sus bornes es muy pequeña VT, típicamente del orden de 1 V, comportándose idealmente como un cortocircuito. Cuanto menor sea la tensión aplicada en bornes del tiristor, mayor deberá ser la corriente aplicada a la puerta para cebar al componente.  Una vez que un tiristor está en modo de conducción, el circuito de la puerta no tiene ningún control y el tiristor continúa conduciendo. En estas condiciones, si se desea volver el tiristor al estado de bloqueo, será necesario disminuir la corriente de ánodo por debajo de un valor de mantenimiento. En el caso en que se haga desaparecer la corriente de puerta, la corriente de ánodo necesaria para desactivar el tiristor bastará con que sea inferior a un valor llamado corriente de enganche. (La corriente de enganche es superior a la corriente de mantenimiento.)

Como la puerta no puede ordenar la interrupción de la corriente establecida, deberá interrumpirse por otros medios:  En corriente continua debe incluirse el elemento que haga cesar la corriente.  En corriente alterna ésta se interrumpe por sí misma cuando se hace cero en el paso de un semiciclo al siguiente.

Tipos de tiristores Rectificador controlado de silicio (SCR) El rectificador controlado de silicio (en inglés SCR: Silicon Controlled Rectifier) es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP.

Tiristor GTO Un Tiristor GTO o simplemente GTO, es un dispositivo de electrónica de potencia que puede ser encendido por un solo pulso de corriente positiva en la terminal puerta o gate (G), al igual que el tiristor normal; pero en cambio puede ser apagado al aplicar un pulso de corriente negativa en el mismo terminal. Ambos estados, tanto el estado de encendido como el estado de apagado, son controlados por la corriente en la puerta (G).

Diac El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor doble de dos conexiones. Es un diodo bidireccional autodisparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo alternativa, y mientras la corriente circulante no sea inferior al valor triple de voltios característico para ese dispositivo. El comportamiento es variable para ambas direcciones de la corriente.

La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo doble variable de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar a una lámpara de neón.

Triac Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna.

Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: MT1, MT2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (G). El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de puerta.

Interruptor controlado por puerta Una de las mejoras que se le puede aplicar un tiristor es la de apagado por compuerta. Básicamente tiene la misma estructura y funcionamiento que el SCR salvo que puede desactivarse por una pulsación en su compuerta, sea cual sea el estado del dispositivo, esta pulsación debe ser de una magnitud lo suficientemente elevada. También suelen usarse para el control de motores RTC(Conducción inversa) En muchos circuitos pulsadores e inversores se conecta un diodo antiparalelo a través de un SCR, con la finalidad de permitir el flujo de corriente inversa debido a una carga inductiva y para mejorar el requisito de desactivación de un circuito de conmutación. El diodo fija el voltaje de bloqueo inverso del SCR a 1 o 2 voltios por debajo de las condiciones de régimen permanente. Sin embargo en condiciones transitorias, el voltaje puede elevarse hasta 30 voltios, debido al voltaje inducido por la inductancia dispersa en el circuito dentro del dispositivo.

Un RCT es un intercambio entre características del dispositivo y requisitos del circuito; puede considerarse como un tiristor con un diodo antiparalelo incorporado.

Otros tipos de tiristores    

Fototiristor (lascr) Interruptor controlado por silicio FET-CTH SITH