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Características de los semiconductores de potencia y como es que se emplean para el control de motores eléctricos.

Pérez Montejo Isidro– TE110154, De la cruz De la cruz Francisco Javier TE110132, Ramón Marín Azdrúbal TE110153.

Chiloxmen_88@hotmail.com

Fran-javi-1993-@hotmail.com

Azdrubal_06@hotmail.com

Instituto Tecnológico Superior de Comalcalco

Tabasco, México

Abstracta.- En el documento amostrar se verá reflejado las características de los semiconductores de potencia y como se emplean para el control de motores eléctricos a si mismo abran anexos para que se pueda entender mejor dicho tema y características fundamentales de los semiconductores.

I.INTRODUCCIÓN

Cuando hablamos de diodos de potencia vamos a hablar de diodos que soportan tensiones muy grandes en inversa, cientos o miles de voltios y por lo tanto hay un gran manejo de potencia en los dispositivos electrónicos tanto que son uno de los más utilizados en nuestros tiempos ya que debido que la tecnología va avanzando estos dispositivos se van desarrollando de manera impresionante en la industria estas exigencias nos permiten que se aprenda a utilizarlos y saber más de ellos.

I. CONTENIDOS

Características de los semiconductores de potencia y como es que se emplean para el control de motores eléctricos.

DIODOS

En los semiconductores de potencia los diodos hay una tercera zona con respecto a los de señal, esta zona llamada zona n- es una zona n pero con un dopado muy pequeño. Esto es debido a que los dispositivos de potencia van a trabajar en circuitos en los cuales las tensiones son muy grandes (500V, 1000V, 2000V ó incluso mayores) por lo tanto cuando los semiconductores están en bloqueo tienen que aguantar esas tensiones inversas tan grandes y para que el dispositivo sea capaz de soportar esas tensiones de bloqueo se le añade la zona n- , introduciendo la zona n conseguimos que la mayoría de la tensión caiga sobre esa zona y que un porcentaje pequeño de la tensión caiga en la zona p. Por lo tanto el objetivo de esa zona n- es soportar esas tensiones tan grandes de trabajo en esta figura1.0 se muestra gráficamente la zona n y la tención de zona a zona

figura1.0 se muestra gráficamente la zona

TIRISTORES

Los tiristores Aplicaciones era muy limitado, ya que este dispositivo no permitía el corte de corriente en un instante cualquiera. En los años ochenta y noventa se unieron al tiristor varios dispositivos con capacidad de corte: el tiristor de corte de puerta o GTO (Gate Turn-Off Thyristor y, posteriormente, el transistor bipolar compuerta aislada o IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) y el tiristor conmutado con puerta integrada o IGCT (Integrated gate Commutated Thyristor).

Estos dispositivos incrementaron notablemente el espectro de definiciones de tareas explotables eficientemente. Gracias a estos dispositivos, los accionamientos eléctricos de velocidad variable en el rango de megavatios representan hoy día la más avanzada tecnología y sería imposible imaginar la transmisión de energía eléctrica y los sectores de estabilización de redes, donde las aplicaciones Alcanzan sobradamente el rango de los giga vatios, sin la existencia de soluciones basadas en componentes semiconductores de potencia. Durante los diez últimos años, el IGBT y el IGCT (que sustituyeron al GTO) han sido perfeccionados en cuanto a pérdidas, resistencia a la tensión, capacidad de transporte de corriente (SOA = Safe Operación área de funcionamiento seguro) y facilidad de uso.

Dado que la eficiencia y fiabilidad de los dispositivos semiconductores depende estrechamente de las condiciones de servicio y del diseño físico del sistema (eléctrico, térmico, mecánico), los usuarios, siempre que sea posible, utilizarán plataformas con las que tienen abundante experiencia.

Las características más conocidas que son es que ha perdido vigencia el viejo paradigma según el cual los IGBT son ha de cuados para salidas de ‘pequeña’ potencia y los IGCT para potencias mucho mayores.

El dopado del cuerpo de silicio de los semiconductores de potencia, es decir, la conductividad del sustrato, ha de reducirse

Continuamente conforme aumenta la tensión de ruptura buscada. En consecuencia, componentes que en estado activo pueden confiar en la conductividad de su substrato (los componentes unipolares o de portadores mayoritarios, como el MOSFET de potencia y el diodo Schottky), presentan capacidades de bloqueo superiores a 200-

1.000 V en estado de conducción, demasiado altas para funcionar económicamente

(el límite depende del tipo de componente y de la aplicación). Consecuentemente, los semiconductores de potencia de silicio de más de 600 V se suelen diseñar como dispositivos modulados por conductividad (plasma). El interior de un dispositivo de este tipo está saturado con un gran número de portadores de cargas positivas y negativas. Figura2.0

Figura 2.0 zonas de dopado del IGCT y del IGBT.

El grosor mínimo de un semiconductor de potencia está predeterminado por la capacidad deseada de bloqueo y por la intensidad del campo de ruptura del silicio esta es otra de las características La figura 3.01 muestra la distribución típica del plasma de los componentes IGBT e IGCT. La principal diferencia entre ellos es que el IGCT crea un plasma denso cerca del cátodo, mientras que el exceso de densidad de carga en el IGBT cae de forma relativamente brusca del ánodo al cátodo. Más adelante, en esta misma sección, explicamos la causa de este fenómeno.

Esta consideración aclara por qué la distribución del plasma del tiristor suele considerarse un ideal, también deseable para el IGBT: la caída de tensión en el modo de conducción está determinada fundamentalmente por la región de densidad mínima de plasma, lo que explica por qué un IGBT tiene pérdidas de conducciones mayores que un tiristor comparable.

Así pues, si se puede aumentar satisfactoriamente el plasma del IGBT en el cátodo, las pérdidas de estado activo se reducen sin que se originen pérdidas en corte considerablemente mayores.

La causa principal de la baja densidad del plasma en el cátodo del IGBT es un débil ‘efecto de almacenamiento de portadores’: los huecos inyectados originalmente por el ánodo pueden entrar con relativa facilidad en la zona p en el lado del cátodo y desde ahí abandonar sin obstáculos el componente a través del contacto (requerido) del emisor con la zona p (véase).

En contraste, debido a la

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