tiristores resum

Área de Tecnología Electrónica

Universidad de Oviedo

Electrónica y Automatismos

Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres

ELECTRÓNICA Y AUTOMATISMOS

Tema 1: Componentes Electrónicos

Tiristores

Profesor: Javier Ribas Bueno

Nota: La mayor parte de esta presentación ha sido desarrollada por Manuel Rico Secades

http://www.ate.uniovi.es/manuel





Componentes electrónicos: El tiristor

• Introducción

• El rectificador controlado de silicio o SCR

Estados de bloqueo y conducción

Ejemplo de aplicación: control de fase

• El TRIAC

• El DIAC

• Otros tiristores

• Fabricantes de tiristores





Introducción

TIRISTORES(Thyristor)

En 1956 se desarrollo el primer Tiristor Bell Telephoned Laboratory.

Inicialmente fue llamado Transistor PNPN (hoy conocido como SCR)

Los tiristores son dispositivos especialmente populares en Electrónica de Potencia.

Son sin duda los dispositivos electrónicos que permiten alcanzar potencias mas altas, son dispositivos realmente robustos.





Introducción: definición y tipos

- Dispositivo de 4 capas con estados estables de conducción y bloqueo

- Interruptor de potencia muy alta

- Potencias y tensión muy altas

- Frecuencias de conmutación no superiores a 2kHz

SCR (Silicon Controlled Rectifier).

Interruptor unidireccional

GTO (Gate Turn-off)

Interruptor unidireccional. Apagado por puerta

TRIAC (Triode AC)

Interruptor bidireccional

DIAC (Diode AC)

Interruptor bidireccional ( Control de tiristores)




Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres5/131

.2.-.2.- Estructura Estructura

En la fabricaciónfabricación se emplean técnicas de difusión y difusión y crecimiento epitaxialcrecimiento epitaxial. El material básico es el Si. En la figura están representados algunos tipos de encapsulado:





El SCR (Silicon Controlled Rectifier)

p2

n2

n1

p1G

K

A

J3

J2

J1

I

A

p2

n2

p1

n1

C

A

A

Estructura Interna y circuito equivalente Característica

Símbolo

Siempre es de Silicio.El SCR es el tiristor por excelencia

(Cátodo)

(Puerta)

C

G

A

(Ánodo)

E

B

C

C

B

E

IA

VACVB

IG






VACVB

IG

(Cátodo)

(Puerta)C

G

A(Ánodo)

IA IA

VAC

Estado de bloqueo:

•Soporta tensión inversa

y tensión directa

• Si se introduce un pulso de corriente por puerta

o la tensión alcanza el valor de ruptura directa VB

Estado de conducción:

•Conduce corriente directa

y se mantiene en conducción siempre que la corriente esté por encima de im

imim = Corriente de mantenimiento






P

P

N

N

A

CG

A

C

G





Podemos decir que es un interruptor unidireccional que se cierra con un pulso de corriente de puerta (disparo) y se abre cuando la corriente pasa por cero

G

A

C

MODELO IDEAL DE UN SCR

A

CG

A

C

G NOTA:El disparo por tensión directa (VB) se considera indeseable y, como norma general, debe seleccionarse el SCR para que esto no ocurra






US(t)

Umax

Umax

ig

t

t

t

UAK

UE (t)

A

K

G

UAK

IG

IA Carga

UE(t)

US(t)

Rg

SCR: Ejemplo de control de fase





500 V24A

1300 V1800A

500 V100A

TO 200 AFB 20

TO 209 ADB 7

TO 208 AcB 2

SCR: Algunos ejemplos





Unos de los 12 SCR para un “pequeño” rectificador trifásico de 500 MW y 500 KV(Inga-Shaba, ZAIRE)

EL SCR es el dispositivo electrónico mas robusto que existe.

Puede manejar tensiones y corrientes realmente impresionantes.

Algunos ejemplos son realmente espectaculares.






Otros tiristores: el LASCR, Tiristor controlado por luz.

Son Tiristores activados por luz Utilizados en Alta tensión Frecuencias de conmutación de hasta 2KHz Tensiones elevadas 6000V y 1500A

A K

G

NOTA:Normalmente disponen de conexiones especiales para ser disparados con fibra óptica. Son interesantes en entornos de corrientes y tensiones elevadas, permitiendo un elevado aislamiento entre el circuito de potencia y el de gobierno.





TOSHIBA

Algunos fabricantes de tiristores

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