DISPOSITIVOS SEMICONTROLADOS

TIRISTORES:


Estos conmutadores permiten la activación para su puesta en conducción pero no su activación.
tiene 3 terminales llamados ánodo catodo y compuerta y su control se logra mediante una señal de corriente en su compuerta permitiendo el paso de bloqueo  a conducción

SCR:

Solo permite el paso de corriente en un solo sentido 
El rectificador controlado de silicio, puede activarse mediante un pulso de corriente en su compuerta y puede conmutar altas corrientes por ello su aplicación en la industria como en motores, hornos etc. 

CARACTERÍSTICAS GENERALES:

            • Interruptor casi ideal.

            • Soporta tensiones altas.

            • Amplificador eficaz.

            • Es capaz de controlar grandes potencias.

            • Fácil controlabilidad.

            • Relativa rapidez.

            • Características en función de situaciones pasadas (memoria).


ESTRUCTURA INTERNA:

Es una unión P-N-P-N. cuando esta polarizado directamente dos uniones estarán polarizadas en directa pero una union estara en inversa por lo cual no habrá conducción de corriente.

al aplicarle dicho pulso, la unión inversamente polarizada entrara en ruptura rompiendo la barrera de potencial y por lo tanto permitiendo que entre en conduccion aun sin la corriente de compuerta.

El scr al estar polarizado inversamente no permitira su conmutación.

FUNCIONAMIENTO:

Para que el SCR entre en conducción hay que aplicar una corriente de puerta cuando la tensión ánodo cátodo sea positiva. Una vez que el dispositivo ha entrado en conducción, la señal de la puerta deja de ser necesaria para mantener la corrientede ánodo.se neceseitan almenos 0.7 v para activar el scr 
El SCR continuara conduciendo mientras la corriente de ánodo siga siendo positiva y esté por encima de un valor mínimo denominado nivel de mantenimiento. 




CURVA CARACTERÍSTICA TENSION-CORRIENTE

muestra los parámetros del scr:
en polarizacion directa:
corriente de enganche: es el valor minimo necesario de corriente para que el scr pase d econduccion a bloqueo
corriente de mantenimiento: es el valor minimo de corriente para que el scr permanezca en conduccion


voltaje de ruptura directa: es el valor de voltaje maximo que puede soportar un diodo en polarizacion directa


en polarización inversa: voltaje inverso de ruptura: es el voltaje máximo que puede soportar un scr en polarización inversa

corriente de fuga inversa: Es una corriente mínima pero cuando el scr supere el voltaje inverso de ruptura entra en conducción por lo cual este vlaor se incrementa dañando al propio SCR.

CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS

 Las características estáticas corresponden a la región ánodo - cátodo y son los valores máximos que colocan al elemento en límite de sus posibilidades:

- Tensión inversa de pico de trabajo

- Tensión directa de pico repetitiva 

- Tensión directa

- Corriente directa media 

- Corriente directa eficaz 

- Corriente directa de fugas

- Corriente inversa de fugas 

- Corriente de mantenimiento

  

CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS:

• Tensiones transitorias:
- Valores de la tensión superpuestos a la señal de la fuente de alimentación.
- Son breves y de gran amplitud.
- La tensión inversa de pico no repetitiva (V_RSM) debe estar dentro de esos valores.
•Impulsos de corriente:
- Para cada tiristor se publican curvas que dan la cantidad de ciclos durante los cuales puede tolerarse una corriente de pico dada (Figura 4).
- A mayor valor del impuso de corriente, menor es la cantidad de ciclos.
- El tiempo máximo de cada impulso está limitado por la temperatura media de la unión.
 Ángulos de conducción:

- La corriente y tensión media de un SCR dependen del ángulo de conducción.

- A mayor ángulo de conducción, se obtiene a la salida mayor potencia.

- Un mayor ángulo de bloqueo o disparo se corresponde con un menor ángulo de conducció

MODO DE ACTIVACIÓN:

Para que entre en estado de conducción (conducir  corriente de ánodo a cátodo) se  usan estos métodos:

Tensión de cebado: consiste en utilizar una tensión de alimentación bastante grande para llevar a ruptura la unión j2 y que pueda pasar la corriente ánodo -cátodo.

Por corriente de compuerta, que es un pulso de corriente en su compuerta rompiendo la barrera de potencial inversamente polarizada que permitirá el flujo de corriente ánodo-cátodo, por tanto la conducción del SCR.

Disparo por temperatura: A altas temperaturas, la corriente de fuga en una unión P-N inversamente polarizada aproximadamente se duplica con el aumento de 8º C. Así, el aumento de temperatura puede llevar a una corriente a través de J2 suficiente para llevar el SCR al estado de conducción. 

Disparo por luz: La acción combinada de la tensión ánodo-cátodo, temperatura y radiación electromagnética de longitud de onda apropiada puede provocar también la elevación de la corriente de fugas del dispositivo por encima del valor crítico y obligar al disparo. 

MODO DE BLOQUEO:

Para que entre en estado de bloqueo luego estar conduciendo, se debe reducir la corriente no precisamente hasta cero, pero si a un valor inferior a la llamada corriente de mantenimiento, lo cual se consigue reduciendo la tensión de alimentación, permitiendo que se restablezca la barrera de potencial que bloquea el paso de corriente.

APLICACIONES:

por medio de un scr se puede controlar el angulo de disparo de una onda por lo cual se logra controlar la corriente atraves de elevadas cargas.por medio d eun circuito de aplicaicon  con scr el angulo de fase d ela señlal se modifica, variando la resistencia y la capacitancia teniendo un control entre 0 y 180º de la onda lo que permite variar l acorriente media desde cero hasa su vlaor máximo.

  

DIAC:

El diac puede conducir corriente en cualquier direccion. el circuito equivalente es un par de diodos de cuatro capas conectados en paralelo. el diac no conduce hasta que la tension en sus extremos intenta exceder la tension de cebado en cualquier dirección siendo este voltaje entre 20 y 36 volts según la referencia
El DIAC normalmente no conduce, sino que tiene una pequeña corriente de fuga. La conducción aparece cuando la tensión de disparo se alcanza.
estructura

DIAC de tres capas: Es similar a un transistor bipolar sin conexión de base y con las regiones de colector y emisor iguales y muy dopadas. El dispositivo permanece bloqueado hasta que se alcanza latensión de avalancha en la unión del colector. Esto inyecta corriente en la base que vuelve el transistor conductor, produciéndose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo simétrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el emisor y colector sus funciones.

DIAC de cuatro capas: Consiste en dos diodos Shockley conectados en antiparalelo, lo que le da la característica bidireccional.

SÍMBOLO:

CURVA CARACTERÍSTICA:

En la curva característica se observa que cuando

- +V o - V es menor que la tensión de disparo, el DIAC se comporta como un circuito abierto.
- +V o - V es mayor que la tensión de disparo, el DIAC se comporta como un cortocircuito 

Sus principales características son:
- Tensión de disparo
- Corriente de disparo
- Tensión de simetría (ver grafico anterior)
- Tensión de recuperación
- Disipación de potencia (Los DIACs se fabrican con capacidad de disipar potencia de 0.5 a 1 watt.)




CIRCUITOS DE APLICACIÓN:

se usan para el  control de fase de la corriente del triac, de forma que solo se aplica tensión a la carga durante una fracción de ciclo de la alterna. Estos sistemas se utilizan para el control de iluminación con intensidad variable, calefacción eléctrica con regulación de temperatura y algunos controles de velocidad de motores.

TRIAC:

el triac actua como dos rectificadores controlados de silicio en paralelo invertidos. el triac puede controlar la corriente en cualquier direccion ya sea por un disparo negativo o positivo en la compuerta.


estructura interan: al igual que el diac, es un dispositivo bidireccional.
Conduce entre los dos ánodos (A1 y A2) cuando se aplica una señal a lapuerta.(G).


 permitiendo asi controlara la dirección de los dos sentidos d ela corriente alterna


a causa de su estructura interna, los triacs tienen tensines y corrientes de disparo mayores que los scr


CURVA CARACTERÍSTICA:


 Se puede observar que presenta estado de conducción tanto para corriente  positiva como negativa, y puede ser disparada desde el estado de corte al de conducción tanto para voltaje  positiva como negativa. Además, la corriente de puerta que fuerza la transición del estado de corte al de conducción puede ser tanto positiva como negativa.


los triacs se pueden utilizar para el control de fase por medio de  de la tenun circuito RC que varia el angulo de fase d el atenison de puerta del triac. cuando la tension en el condensadro es suficientemente grande para proporcionar la corriente d ediparo, el triac conduce, una vez en ese stado,el tria continua conduciendo hasta que la tenison de red vuelve a cero
Una de las ventajas de este dispositivo es que es muy compacto, requiriendo únicamente un único circuito de control, dado que sólo dispone de un terminal de puerta. sin embargo, tal y como está fabricado, es un dispositivo con una capacidad de control de potencia muy reducida.

GTO:
al igual que el SCR, se activa al aplicar una corriente de puerta de corta duracion cuando la tension anodo-cátodo es positiva.
el gto también puede desactivarse aplicando una corriente de puerta negativa
la corriente de desactivacion debe ser muy grande comparada con la corriente de activacion
estructura interna:

FUNCIONAMIENTO:


Mientras el GTO se encuentre apagado y no exista señal en el gate, el dispositivo se bloquea para cualquier polaridad en el ánodo, pero una corriente de fuga (IA leak) existe. Con un voltaje de bias en directa el GTO se bloquea hasta que un voltaje de ruptura VAK = VB0 es alcanzado. En este punto existe un proceso dinámico de encendido., VAK = 3V y la corriente IA es determinada por la carga. Cuando el GTO se apaga y con la aplicación de una voltaje en inversa, solo una pequeña corriente de fuga (IA leak) existe. Una polarización en inversa VAK puede ser alcanzada cuando ocurra un corte. El valor del voltaje del voltaje de ruptura inverso depende del método de fabricación para la creación de una regeneración interna para facilitar el proceso de apagado.



CURVA CARACTERÍSTICA

APLICACIONES:
Es apropiado en aplicaciones donde es necesario controlar tnato la activacion como la desactivacion del interruptor
La ventaja del bloqueo por puerta es que no se precisan de los circuitos de bloqueo forzado que requieren los SCR.


La desventaja es que la corriente de puerta tiene que ser mucho mayor por lo que el generador debe estar mas dimensionado.