Dispositivo de Cuatro Capas

Electrónica.

cDispositivo de Cuatro Capas.

Una familia de dispositivos conocidos como tiristores se construye con cuatro capas semiconductoras (pnpn). Estos dispositivos actúan como circuitos abiertos capaces de soportar cierto voltaje nominal hasta que son disparados. Cuando son disparados, se encienden y se convierten en trayectorias de baja resistencia para la corriente y permanecen así, incluso después de que desaparece el disparo. La palabra tiristor viene del griego y significa ³puerta´, puesto que se comporta como una puerta que se abre y permite el paso de corriente a través de ella. Un tiristor es un dispositivo semiconductor que utiliza realimentación interna para producir un nuevo tipo de conmutación. Al igual que los FET de potencia, el SCR y el triac pueden conmutar grandes corrientes. Por ello, la principal aplicación de estos dispositivos es el control de grandes corrientes de carga para motores, calentadores, sistemas de iluminación y otras cargas semejantes. En sí, el tiristor es un conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez, el tiristor es un componente idóneo en electrónica de potencia. El Triacpor su parte no es sino la variante bidireccional. ectificador R ectificador

controlado de Silicio.

El rectificador controlado de silicio (en inglés SCR: SiliconControlledRectifier) es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unión de Tiratrón (tyratron) y Transistor. Un SCR posee tres conexiones: ánodo, cátodo y gate (puerta). La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el ánodo y el cátodo. Funciona básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del SCR no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. El pulso de disparo ha de ser de una duración considerable, o bien, repetitivo. Según se atrase o adelante éste, se controla la corriente que pasa a la carga. Una vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el tiristor continuará conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada alternancia o Josué Yair Martínez Olvera.

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semiciclo. Trabajando en corriente continua, se necesita un cir cuito de bloqueo forzado. Cuando se produce una variación brusca de tensión entre ánodo y cátodo de un tiristor, éste puede dispararse y entrar en conducción aú n sin corriente de puerta. Por ello se da como característica la tasa máxima de subida de tensión que permite mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al condensador parásito existente entre la puerta y el ánodo. DIAC

El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor de dos conexiones. Es un diodo bidireccional disparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo, y mientras la corriente circulante no sea inferior al valor característico para ese dispositivo. El comportamiento es fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la corriente. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar a una lámpara de neón. Los DIAC son una clase de tiristor, y se usan normalmente para disparar los triac, otra clase de tiristor. Es un dispositivo semiconductor de dos terminales, llamados ánodo y cátodo. Actúa como un interruptor bidireccional el cual se ac tiva cuando el voltaje entre sus terminales alcanza el voltaje de ruptura, dicho voltaje puede estar entre 20 y 36 volts según la referencia. DIAC de tres capas Existen dos tipos de DIAC: * 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 la tensión 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.

Josué Yair Martínez Olvera.

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

El triac es fundamentalmente un diac con una terminal de compuerta para controlar las condiciones de disparo del dispositivo bilateral en cualquier dirección, en el triac en cualquier dirección la corriente de com puerta puede controlar la acción del dispositivo. Para cada dire cción posible de conducción hay una combinación de capas semiconductoras cuyo estado se controla mediante la señal aplicada a la terminal de compuerta. Un triac puede conducir en ambas direcciones, y normalmente se utiliza en el control de fase de corriente alterna. Se puede considerar como si fueran dos SCR conectados en antiparalelo, con una conexión de compuerta común. Si la terminal MT2 es positiva con respecto a la terminal MT1, el TRIAC se puede activar aplicando una señal de compuerta positiva entre la compuerta G y la terminal MT1. Si la Terminal MT2 es negativa con respecto a la terminal MT1, se aplicará una señal negativa de compuerta entre G y la terminal MT1. En si el TRIAC se puede activar tanto con una señal positiva como con una negativa de compuerta. Aplicaciones de los

Tiristores.

Normalmente son usados en diseños donde hay corrientes o voltajes muy grandes, también son comúnmente usados para controlar corriente alterna donde el cambio de polaridad de la corriente revierte en la conexión o desconexión del dispositivo. Se puede decir que el dispositivo opera de forma síncrona cuando, una vez que el d ispositivo está abierto, comienza a conducir corriente en fase con el voltaje aplicado sobre la unión cátodo ánodo sin la necesidad de replicación de la modulación de la puerta. En este momento el dispositivo tiende de forma completa al estado de encendid o. No se debe confundir con la operación simétrica, ya que la salida es

Josué Yair Martínez Olvera.

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unidireccional y va solamente del c todo al ánodo, por tanto en s misma es asim trica.   

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Ejemplo. En esta aplicación, se ha seleccionado un diodo Shoc ley con una tensión de conducción de 10 V. Por tanto, si la tensión de la fuente es correcta, es decir, de 9 V, el diodo está abierto, no circula corriente por él y la lámpara estará apagada. Pero si la tensión de la fuente supera, por una falla en su funcionamiento una tensión de 10 V, el diodo entra en saturación y la lámpara se Ejemplo enciende. Permanecerá encendida (y el diodo cerrado) aunque la tensión vuelva a 9V, mostrando de esta manera que ha habido una falla. La única forma de apagar la lámpara sería desconectar la alimentación.   

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