BidireccionalesUnidireccionales

La corriente circula en cualquier dirección

La corriente circula en una sola dirección

S C RS C R DIACDIAC TRIACTRIAC

Un TIRISTOR es un dispositivo semiconductor que utiliza retroalimentación interna para producir un nuevo tipo de conmutación

Los Transistores Bipolares y Los Transistores FETs, funcionan como:AMPLIFICADORES LINEALESCONMUTADORES

Los TIRISTORES, sólo funcionan como:C O N M U T A D O R E SC O N M U T A D O R E SLa palabra TIRISTOR viene del griego y quiere decir: “PUERTA”, como una puerta que abre y permite el paso a través de ella.

El SCR es un suiche electrónico, que se cierra cuando se le aplica un voltaje positivo en su compuerta “Gate”.

El SCR SCR es un dispositivo de cuatro capas muy similar al diodo Shockley, con la diferencia de poseer tres terminales: ánodo, cátodo y puerta (gate). Al igual que el diodo Shockley, presenta dos estados de operación: abierto y cerrado, como si se tratase de un interruptor. La compuerta se utiliza para empujar o disparar el SCR al estado de conducción. Solamente cuando la compuerta recibe un voltaje positivo, conduce el SCR. Después, aunque se suspenda ese voltaje, el SCR continúa conduciendo.

Los SCRs se utilizan en una gran cantidad de circuitos, desde alarmas contra ladrones, hasta equipos de luces rítmicas y secuenciales.

En la Figura 1, el SCR conduce (enciende el Led) cuando se aplica un voltaje positivo a su compuerta. También continúa conduciendo aún si este voltaje positivo es retirado de su compuerta

Figura 1

Figura 2

En cuanto a la parte de polarización positiva, el diodo no conduce hasta que se recibe un pulso de tensión en el terminal de puerta (gate). Una vez recibido, la tensión entre ánodo y cátodo cae hasta ser menor que un voltio y la corriente aumenta rápidamente, quedando limitada en la práctica por componentes externos.

Figura 3

Podemos ver en la curva cuatro valores importantes. Dos de ellos provocarán la destrucción del SCR si se superan: VRBVRB e IMAXIMAX. VRBVRB (Reverse Breakdown Voltage) es, al igual que en el diodo Shockley, la tensión a partir de la cual se produce el fenómeno de avalancha. IMAXIMAX es la corriente máxima que puede soportar el SCR sin sufrir daño. Los otros dos valores importantes son la tensión de cebado VBOVBO (Forward Breakover Voltage) y la corriente de mantenimiento IHIH, magnitudes análogas a las aplicadas para el diodo Shockley.

Las aplicaciones de los tiristores se extiende desde la rectificación de corrientes alternas, en lugar de los diodos convencionales hasta la realización de determinadas conmutaciones de baja potencia en circuitos electrónicos, pasando por los onduladores o inversores que transforman la corriente continua en alterna.             La principal ventaja que presentan frente a los diodos cuando se les utiliza como rectificadores es que su entrada en conducción estará controlada por la señal de puerta. De esta forma se podrá variar la tensión continua de salida si se hace variar el momento del disparo ya que se obtendrán diferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión o corriente alterna de entrada. Además el tiristor se bloqueará automáticamente al cambiar la alternancia de positiva a negativa ya que en este momento empezará a recibir tensión inversa.

· Controles de relevador· Circuitos de retardo de tiempo · Fuentes de alimentación reguladas · Interruptores estáticos · Controles de motores · Recortadores · Inversores · Ciclo conversores · Cargadores de baterías · Circuitos de protección · Controles de calefacción · Controles de fase

Una aplicación muy frecuente de los SCRs es el control de potencia en alterna en reguladores (dimmer) de lámparas, calentadores eléctricos y motores eléctricos.

En la Figura 4. se muestra un circuito de control de fase de media onda y resistencia variable: Entre los terminales A y B se aplican 120 V (AC). RL representa la resistencia de la carga (por ejemplo un elemento calefactor o el filamento de una lámpara). R1 es una resistencia limitadora de la corriente y R2 es un potenciómetro que ajusta el nivel de disparo para el SCR. Mediante el ajuste del mismo, el SCR se puede disparar en cualquier punto del ciclo positivo de la onda en alterna entre 0 y 180º, como se aprecia en la Figura 4.

Figura 4(a) (b)

Figura 4 (a) Conducción durante 180º Figura 4 (a) Conducción durante 180º Figura 4 (b) Conducción durante 90ºFigura 4 (b) Conducción durante 90º

Cuando el SCR se dispara cerca del principio del Cuando el SCR se dispara cerca del principio del ciclo (aproximadamente a 0º), como en la Figura 4 ciclo (aproximadamente a 0º), como en la Figura 4 (a), conduce durante aproximadamente 180º y se (a), conduce durante aproximadamente 180º y se transmite máxima potencia a la carga. Cuando se transmite máxima potencia a la carga. Cuando se dispara cerca del pico positivo de la onda, como en dispara cerca del pico positivo de la onda, como en la Figura 4 (b), el SCR conduce durante la Figura 4 (b), el SCR conduce durante aproximadamente 90º y se transmite menos aproximadamente 90º y se transmite menos potencia a la carga. Mediante el ajuste de RX, el potencia a la carga. Mediante el ajuste de RX, el disparo puede retardarse, transmitiendo así una disparo puede retardarse, transmitiendo así una cantidad variable de potencia a la carga. cantidad variable de potencia a la carga.

Cuando la entrada en AC es negativa, el SCR se Cuando la entrada en AC es negativa, el SCR se apaga y no conduce otra vez hasta el siguiente apaga y no conduce otra vez hasta el siguiente disparo durante el ciclo positivo. Es necesario disparo durante el ciclo positivo. Es necesario repetir el disparo en cada ciclo como se ilustra en repetir el disparo en cada ciclo como se ilustra en la Figura 5. El diodo se coloca para evitar que la Figura 5. El diodo se coloca para evitar que voltaje negativo en AC sea aplicado a la Gate del voltaje negativo en AC sea aplicado a la Gate del SCR.SCR.

Figura 5: Disparos cíclicos para control de potencia

Dispositivo semiconductor de dos terminales de estructura similar a la del transistor que presenta cierto tipo de conductividad biestable en ambos sentidos. Cuando las tensiones presentes en sus terminales son suficientemente altas se utiliza principalmente junto a los triacs que para el control en fase de los circuitos.

Es un tipo de tiristor que puede conducir en los dos sentidos. Es un dispositivo de dos terminales que funciona básicamente como dos diodos Shockley que conducen en sentidos opuestos.

Figura 6

Figura 7. Construcción básica y símbolo del DIAC. La curva de funcionamiento refleja claramente el comportamiento del DIAC, que funciona como un diodo Shockley tanto en polarización directa como en inversa.

Cualquiera que sea la polarización del dispositivo, para que cese la conducción hay que hacer disminuir la corriente por debajo de la corriente de mantenimiento IH. Las partes izquierda y derecha de la curva, a pesar de tener una forma análoga, no tienen por qué ser simétricas.

Figura 7

TRIACTRIAC

El TRIAC (triode AC conductor) es un semiconductor capaz de bloquear tensión y conducir corriente en ambos sentidos entre los terminales principales T1 y T2. Su estructura básica y símbolo aparecen en la figura 8.

Tiene unas fugas en bloqueo y una caída de tensión en conducción prácticamente iguales a las de un tiristor y el hecho de que entre en conducción, si se supera la tensión de ruptura en cualquier sentido, lo hace inmune a destrucción por sobretensión.

Se utiliza en:Conmutación de corriente alterna; interruptores de potencia; desvanecedores de luces (dimmers); controles de velocidad de motores; controles de temperatura.

Definición de los TRIACs

Figura 8

Se puede considerar a un TRIAC como si fueran dos SCRs conectados en antiparalelo, con una conexión de compuerta común, como se muestra en la figura 9.

Dado que el TRIAC es un dispositivo bidireccional, no es posible identificar sus terminales como ánodo y cátodo. Si el terminal MT2 es positivo con respecto al terminal MT1, se activará al aplicar una señal negativa a la compuerta, entre la compuerta y el terminal MT1.

No es necesario que estén presentes ambas polaridades en las señales de la compuerta y un TRIAC puede ser activado con una sola señal positiva o negativa de compuerta. En la práctica, la sensibilidad varía de un cuadrante a otro, el TRIAC normalmente se opera en el cuadrante I (voltaje y corriente de compuerta positivos) o en el cuadrante III (voltaje y corriente de compuerta negativos).

Figura 9

Los TRIACs se pueden considerar como SCRs bidireccionales ya que se comportan como tiristores que conducen la corriente en ambos sentidos; ahora la excitación de compuerta podrá ser tanto negativa como positiva.Tenga en cuenta que en el mercado hay TRIACs de distintas corrientes y potencias por lo cual aunque lo dicho pareciera indicar lo contrario, dos componentes que manejen la misma capacidad de corriente pueden no resultar equivalentes.

La prueba se limita a la verificación entre los terminales (MT1) y (MT2).

• Coloque la perilla selectora del Coloque la perilla selectora del

multimetro en el rango: Rx1 o Rx10.multimetro en el rango: Rx1 o Rx10.

• Calibre el óhmetro.Calibre el óhmetro.

• Mida la resistencia entre los Mida la resistencia entre los

terminales principales en sentido terminales principales en sentido

directo y en sentido inverso. (MT1 y directo y en sentido inverso. (MT1 y

MT2).MT2).

PRUEBA PRUEBA 11

Si la resistencia entre los terminales principales en una de las mediciones o en las dos es baja, el TRIAC está en corto.

Si la resistencia entre los terminales principales en las dos medidas es alta, el TRIAC en principio, está bien.

PRUEBA 1PRUEBA 1

La prueba se limita a la verificación de la juntura compuerta (gate) y terminal principal 1 (MT1). Si el TRIAC estuviera abierto o en corto, eventualmente podemos tener una idea, situaciones especiales no podrán ser detectadas.

a.a. Mida la resistencia directa en inversa Mida la resistencia directa en inversa entre los terminales de compuerta entre los terminales de compuerta (G) y principal 1 (MT1), tal como se (G) y principal 1 (MT1), tal como se muestra en la figura 2.muestra en la figura 2.

PRUEBA 2PRUEBA 2

Si en las dos mediciones la resistencia entre G y MT1 es alta o baja, el TRIAC puede estar abierto o en corto, respectivamente.

Si la resistencia en una de las mediciones entre la compuerta (G) y MT1 es baja y en la otra es alta, el TRIAC está bien.

PRUEBA 2PRUEBA 2

Los SCRs y los TRIACs son relés electrónicos, es decir, conducen luego de ser excitada la compuerta.

Los SCRs se comportan como diodos ya que conducen la corriente en un solo sentido luego de aplicar una tensión positiva en compuerta con respecto de cátodo durante un instante.

Para medir la corriente de disparo de un SCR, deben seguirse los siguientes pasos:

a. Se conecta el multímetro en la escala de corriente continúa de 50 mA o más.b. Debe tenerse en cuenta la polaridad de las Puntas de prueba y el potenciómetro de la Fuente, debe estar en la posición de mínima tensión.c. La carga puede ser una lámpara de 12V x 5 W.d. Se gira lentamente el eje del

potenciómetro notando el aumento de la corriente de compuerta del SCR hasta el instante en que ocurre el disparo del SCR y la lámpara se enciende.

PRUEBA PRUEBA 11

Prueba para determinar el estado de junturas y verificar las condiciones de disparo de los SCRs

PRUEBA PRUEBA 22

a) Coloque la perilla selectora del multímetro en la escala más baja de resistencias R x 1 generalmente.

b). Calibre el óhmetro.

c). Identifique los terminales del óhmetro y haga las siguientes mediciones de resistencias:Resistencia directa e inversa entre cátodo (K) y compuerta (G) Resistencia directa e inversa entre ánodo (A) y compuerta (G) Resistencia directa e inversa entre ánodo (A) y cátodo (K)

PRUEBA 2PRUEBA 2

4

5

La resistencia directa entre compuerta (G) y cátodo (K) debe presentar bajo valor. Todas las demás resistencias medidas deben ser altas.

Si la resistencia entre compuerta (G) y el cátodo (K) es alta, el SCR está abierto.

Si la resistencia entre ánodo y cátodo es baja, el SCR está en corto.

PRUEBA 2PRUEBA 2

Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1. IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2) , este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1, y......Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del tiristor.1

INTERRUPTOR DE AMARRE. Cierra S1 para encender el SCR y suministrar corriente a la carga. El SCR permanecerá encendido después de que se abre S1, a menos que la carga sea un motor de CC o hasta que S2 se abra brevemente S1: Normalmente Abierto

S2: Normalmente Cerrado

Solamente el LED A deberá encender al presionar el pulsador S.

Si un SCR se encuentra en "corto", hará encender los dos LED, incluso sin presionar S.

Si un SCR se encuentra "abierto" no encenderá ninguno de los LED.

PRECAUCIÓN: Los TRIACs están específicamente diseñados para una operación de AC. Asegurar de observar procedimientos normales de seguridad cuando trabajes en una corriente alterna.

TIPOS DE TIRISTORES Los tiristores se fabrican casi exclusivamente por difusión. La corriente del ánodo requiere de un tiempo finito para propagarse por toda el área de la unión, desde el punto cercano a la compuerta cuando inicia la señal de la compuerta para activar el tiristor. Para controlar el di/dt, el tiempo de activación y el tiempo de desactivación, los fabricantes utilizan varias estructuras de compuerta. Dependiendo de la construcción física y del comportamiento de activación y desactivación, en general los tiristores pueden clasificarse en nueve categorías:

1. Tiristores de control de fase o de conmutación rápida (SCR).2. Tiristores de desactivación por compuerta (GTO).3. Tiristores de triodo bidireccional (TRIAC).4. Tiristores de conducción inversa (RTC).5. Tiristores de inducción estática (SITH).6. Rectificadores controlados por silicio activados por luz (LASCR).7. Tiristores controlados por FET (FET-CTH).8. Tiristores controlados por MOS (MCT).

SCR polarizado directamente

SCR polarizado inversamente

FOTOTIRISTORES:La luz es una forma de energía electromagnética de alta frecuencia, y que como tal, está en capacidad de efectuar trabajo, ya sea calentando objetos que la absorben, motivando la generación de corriente eléctrica, o simplemente disparando la conducción en dispositivos semiconductores diseñados para el efecto. Este es el caso de los fototiristores, en los cuales el gatillado se efectúa cada vez que recibe un haz de luz en la juntura de control.

Su nombre técnico LASCR, lo que significa "SCR Activado por Luz". El terminal gate se deja simplemente como electrodo para control de sensibilidad.

OPTOISOLATOR: Un optoacoplador, también llamado optoaislador o acoplador óptico, es un componente electrónico formado por la unión de un diodo LED o un IRED y un fototransistor, fotodiodo, LASCR o fotodarlington acoplados a través de un medio conductor de luz y encapsulados en una cápsula cerrada y opaca a la luz.Las implementaciones de un optoacoplador son variadas y dependen del fabricante. Una de las más importantes es el aislamiento eléctrico entre circuitos