SCR

DEFINICION:

Introducción

Los rectificadores controlados de silicio SCR se emplea como dispositivo de control.

El rectificador controlado de silicio SCR, es un semiconductor que presenta dos estados estables: en uno conduce, y en otro está en corte (bloqueo directo, bloqueo inverso y conducción directa).

ES CONTROLADO ATRAVES DE UNA COMPUERTA (GATE).

DANDO CORRIENTE POSITIVA PERMITIRA SU FUNCIONAMIENTO ;MAS DANDOLE CORRIENTE NEGATIVA ANULARA SU FUNCIONAMIENTO.

El objetivo del rectificador controlado de silicio SCR es retardar la entrada en conducción del mismo, ya que como se sabe, un rectificador controlado de silicio SCR se hace conductor no sólo cuando la tensión en sus bornes se hace positiva (tensión de ánodo mayor que tensión de cátodo), sino cuando siendo esta tensión positiva, se envía un impulso de cebado a puerta.

El parámetro principal de los rectificadores controlados es el ángulo de retardo, a.

Como lo sugiere su nombre, el SCR es un rectificador, por lo que pasa corriente sólo durante los semiciclos positivos de la fuente de ca. El semiciclo positivo es el semiciclo en que el ánodo del SCR es mas positivo que el cátodo. Esto significa que el SCR no puede estar encendido más de la mitad del tiempo. Durante la otra mitad del ciclo, la polaridad de la fuente es negativa, y esta polaridad negativa hace que el SCR tenga polarizaci6n inversa, evitando el paso de cualquier corriente a la carga.

EL SCR ES UN DIODO QUE PERMITE EL PASO DE LA CORRIENTE POSITIVO EN UN SEMICICLO .

SU COMPORTAMIENTO EL AL IGUAL QU EL DIODO SOLO QUE EN CORRIENTE ALTERNA EL SEMICICLO NEGATIVO HARA QUE TENGA POLARIZACION INVERSA ; Y ASI EVITA EL PASO DE CORRIENTE A LA CARGA.

SIMBOLO:

Rectificador controlado de silicio  SCR (silicon controlled rectifier)

Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.

El SCR se asemeja a un diodo rectificador pero si el ánodo es positivo en relación al cátodo no circulará la corriente hasta que una corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el diodo se enciende y no se apagará hasta que no se remueva la tensión en el ánodo-cátodo, de allí el nombre rectificador controlado.

ES COMO UN DIODO SOLO QUE TIENE UNA COMPUERTA (GATE)

AQUELLA COMPUERTA AL CONECTAR CORRIENTE POSITIVA PERMITIRA EL PASO DE ELLA DEL ANODO Y EL CATODO.

PODRIAMOS DECIR QUE ENTRE EL ANODO Y EL KATODO NO CIRCULARA LA CORRIENTE HASTA QUE SE DE CORRIENTE TAMBIEN A LA COMPUERTA (GATE).

Funcionamiento básico del SCR

El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su funcionamiento.

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.

Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.

Operación controlada del rectificador controlado de silicio

Como su nombre lo indica, el SCR es un rectificador construido con material de silicio con una tercera terminal para efecto de control. Se escogió el silicio debido a sus capacidades de alta temperatura y potencia.

La operación básica del SCR es diferente de la del diodo semiconductor de dos capas fundamental, en que una tercera terminal, llamada compuerta, determina cuándo el rectificador conmuta del estado de circuito abierto al de circuito cerrado. No es suficiente sólo la polarización directa del ánodo al cátodo del dispositivo. En la región de conducción la resistencia dinámica el SCR es típicamente de 0.01 a 0.1

La resistencia inversa es típicamente de 100 ko más. Un SCR actúa a semejanza de un interruptor. Cuando esta encendido (ON), hay una trayectoria de flujo de corriente de baja resistencia del ánodo al cátodo. Actúa entonces como un interruptor cerrado. Cuando esta apagado (OFF), no puede haber flujo de corriente del ánodo al cátodo. Por tanto, actúa como un interruptor abierto. Dado que es un dispositivo de estado só1ido, la acción de conmutación de un SCR es muy rápida.

EL TIRISTOR GTO

DEFINICION:

es un dispositivo de electrónica de potencia que puede ser encendido por un solo pulso de corriente positiva en la terminal puerta o gate (G), al igual que el tiristor normal; pero en cambio puede ser apagado al aplicar un pulso de corriente negativa en el mismo terminal. Ambos estados, tanto el estado de encendido como el estado de apagado, son controlados por la corriente en la puerta (G).

Los tiristores GTO (compuerta apagada) son componentes importantes en la electrónica de potencia y la tecnología de accionamiento cuando se deben lograr altas capacidades de conmutación a frecuencias de hasta 1 kHz.

EL TIRISTOR GTO SON USADAS EN CIRCUITOS DONDE SE REQUIERE ALCANZAR ALTAS CAPACIDADES DE FRECUENCIA.

La característica especial de los tiristores GTO es que pueden apagarse con una corriente negativa lo suficientemente alta gracias a la estructura de superficie compleja del chip semiconductor. Para hacer esto, el producto de la amplificación de apagado y la corriente de compuerta IGIG debe ser igual a la corriente de ánodo que está fluyendo IAIA . Como la amplificación de apagado es de 2 a 2.5, el circuito debe ser diseñado para una corriente de compuerta negativa muy alta. Esto resulta en un cableado relativamente complejo.

La corriente de cola es una característica principal de los procesos de apagado con tiristores GTO. Cuando este proceso comienza, el voltaje UACUAC se incrementa. Al final del proceso, la corriente de cola tiende a ser de cero. Esto básicamente genera pérdidas de conmutación.

Características de conmutación de los tiristores GTO