tiristores resum
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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
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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
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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.
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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)
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.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:
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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
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El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
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
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El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
P
P
N
N
A
CG
A
C
G
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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
El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
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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
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500 V24A
1300 V1800A
500 V100A
TO 200 AFB 20
TO 209 ADB 7
TO 208 AcB 2
SCR: Algunos ejemplos
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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.
El SCR (Silicon Controlled Rectifier)
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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.
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TOSHIBA
Algunos fabricantes de tiristores