Componentes Electronica De Potencia Aplicada

INDICE

TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT) 2

RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO (SCR) 2

DIODO DE CORRIENTE ALTERNA (DIAC) 2

EL TRANSISTOR DE UNIJUNTURA (UJT) 2

TRIODO PARA CORRIENTE ALTERNA (TRIAC) 2

METAL-OXIDO SEMICONDUCTOR (MOS) 2

TRANSISTOR BIPOLAR DE PUERTA AISLADA (IGBT) 2

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA 2

EL TRANSISTOR DE UNIJUNTURA (UJT)

Este dispositivo se utiliza, fundamentalmente, como generador de pulsos de disparo para SCR y TRIACs.

El UJT es un componente que posee tres terminales: dos bases y un emisor, tal como se muestra en la siguiente figura:

En la figura se puede apreciar la constitución de un UJT, que en realidad está compuesto solamente por dos cristales. Al cristal P se le contamina con una gran cantidad de impurezas, presentando en su estructura un número elevado de huecos. Sin embargo, al cristal N se le dopa con muy pocas impurezas, por lo que existen muy pocos electrones libres en su estructura. Esto hace que la resistencia entre las dos bases RBB sea muy alta cuando el diodo del emisor no conduce. Para entender mejor cómo funciona este dispositivo, vamos a valernos del circuito equivalente de la figura siguiente:

R1 y R2 equivalen a la resistencia de los tramos de cristal N comprendidos entre los terminales de las bases. El diodo D equivale a la unión formada por los cristales P-N entre el terminal del emisor y el cristal N.

TRANSISTOR DE UNION BIPOLAR (BJT)

El funcionamiento y utilización de los transistores de Potencia es idéntico al de los transistores normales, teniendo como características especiales las altas tensiones e intensidades que tienen que soportar y, por tanto, las altas potencias a disipar.

Existen básicamente tres tipos de transistores de potencia:

• BIPOLAR

• UNIPOLAR O FET (Transistor de Efecto de campo)

• IGBT

Nos interesa, como siempre que tratamos con dispositivos semiconductores de potencia que el transistor se parezca, lo más posible a un elemento ideal:

• PEQUEÑAS FUGAS

• ALTA POTENCIA

• BAJOS TIEMPOS DE RESPUESTA

• QUE EL EFECTO AVALANCHA SE PRODUZCA A UN VALOR ELEVADO

• QUE NO SE PRODUZCAN “PUNTOS CALIENTES”

A continuación veremos las características más importantes del BJT. Es de destacar que el interés actual del BJT es muy limitado, ya que existen dispositivos de potencia con características superiores.

RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO (SCR)

El SCR (Silicon Controlled Rectifier o Rectificador Controlado de Silicio), es un dispositivo semiconductor bi-estable 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.

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 está 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.

Características Generales

• Interruptor casi ideal.

• Soporta tensiones altas.

• Amplificador eficaz.

• Es capaz de controlar grandes potencias.

• Facilidad de control.

• Relativa rapidez.

• Características en función de situaciones pasadas (memoria)

Los términos populares para describir la operación de un SCR son ángulo de conducción y ángulo de retardo de disparo. El ángulo de conducción es el número de grados de un ciclo de ca durante los cuales el SCR esta encendido. El ángulo de retardo de disparo es el número de grados de un ciclo de ca que transcurren antes de que el SCR sea encendido. Por supuesto, estos términos están basados en la noción de que el tiempo total del ciclo es igual a 360 grados

CONDICIONES NECESARIAS PARA EL CONTROL DE UN SCR

PARA EL CONTROL EN EL DISPARO PARA EL CONTROL EN EL CORTE

Ánodo positivo respecto al cátodo Anulamos la tensión Vak

La puerta debe recibir un pulso positivo con respecto al cátodo Incrementamos RL hasta que Iak< IH

En el momento del disparo Iak > IL.

APLICACIONES DEL SCR

Controles de relevador

Controles de motores

Circuitos de retardo de tiempo

Fuentes de alimentación reguladas

Interruptores estáticos

Recortadores

Inversores

Ciclo conversores

Cargadores de baterías

Circuitos de protección

Controles de calefacción

Controles de fase

DIODO DE CORRIENTE ALTERNA (DIAC)

El diac es un dispositivo semiconductor de dos conexiones. Es un diodo bidireccional disparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo también llamada ruptura (30v aproximadamente) debe procurarse que sea el mismo voltaje en ambos sentidos, son una clase de tiristor, y se usan normalmente para disparar los triac, otra clase de tiristor.

Una vez que tiene lugar la ruptura, la corriente fluye en una dirección que depende de la polaridad del voltaje en las terminales. El dispositivo se apaga cuando la corriente cae abajo del valor de retención.

Se emplea en circuitos que realizan un control de fase de la corriente del triac, de forma que solo se aplica tensión a la carga durante una fracción de ciclo de la alterna.

Estos sistemas se utilizan para el control de iluminación con intensidad variable, calefacción eléctrica con regulación de temperatura y algunos controles de velocidad de motores.

TRIODO PARA CORRIENTE ALTERNA (TRIAC)

El TRIAC (Triode for Alternative Current) es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento.

La estructura contiene seis capas como se indica en la Figura, aunque funciona siempre como un tiristor de cuatro capas. En sentido T2-T1 conduce

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