TEMA 5. EL TIRISTOR. INTRODUCCIÓN. Estructura Básica del SCR Ánodo

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1 INTRODUCCIÓN. Esrucura Básica del SCR Ánodo TEM 5. EL TIRISTOR Puera V V >0 Puera V < INTRODUCCIÓN Esrucura Básica Caracerísica Esáica 5.2. FUNCIONMIENTO DEL SCR Polarización Inversa Polarización Direca Mecanismo de Cebado Mecanismo de Bloqueo RELCIÓN DEL BLOQUEO DEL SCR CON SU CIRCUITO EXTERNO 5.4. CRCTERÍSTICS DINÁMICS Encendido del SCR Bloqueo Dinámico del SCR 5.5. FORMS DE PROVOCR EL DISPRO DEL SCR 5.6. TRIC Consiución y Funcionamieno Caracerísica Esáica BJT Cáodo Símbolo y circuios equivalenes del Tirisor SCR Unión Caódica Unión de Conrol Unión nódica CÁTODO () p n - Capa de Conrol PUERT () Capa de Bloqueo Capa Caódica 10 19,10µ imp/cm 3, µ , µ p + Capa nódica ÁNODO () , 30 50µ Sección Longiudinal de un SCR Tema 5. SCR Transparencia 1 de 15 Tema 5. SCR Transparencia 2 de 15

2 INTRODUCCIÓN. Esrucura Básica del SCR Puera Cáodo INTRODUCCIÓN. Caracerísica Esáica del SCR I Conducción p n - V RWM I H I B0 I 2 > I 1 I =0 Bloqueo Direco p + Bloqueo Inverso V H V B02 V B01 < < V B0 V Ánodo Rupura Sección de un SCR para poencias muy elevadas Caracerísica Esáica del SCR Tema 5. SCR Transparencia 3 de 15 Tema 5. SCR Transparencia 4 de 15

3 FUNCIONMIENTO DEL SCR. Polarización Inversa p + Unión Inversamene Polarizada FUNCIONMIENTO DEL SCR. Polarización Direca p + V + R C n - R C Ánodo Puera Cáodo V R C + n - R C Unión Inversamene Polarizada p R p h + h + R V e - e - e - V SCR polarizado Inversamene SCR polarizado Direcamene Tema 5. SCR Transparencia 5 de 15 Tema 5. SCR Transparencia 6 de 15

4 FUNCIONMIENTO DEL SCR. Mecanismo de Cebado RELCIÓN DEL BLOQUEO DEL SCR CON SU CIRCUITO EXTERNO I p 1 n 1 p 2 J 1 J 2 J 1 J 2 p 1 n 1 p 2 n 1 p 2 J 2 I = I E1 T 1 I C1 I B1 I C2 T 2 V S V R n 2 J 3 n 2 J 3 I I B2 I = -I E2 a) SCR Simplificado b) SCR como dos Transisores c) Circuio Equivalene I H Para el ransisor pnp: I = α I I (a) C1 1 E1 CO1 Y para el ransisor npn: I = α I + I (b) C2 2 E2 CO2 Como: I = IE2 = I + I (c) I = I 1 (d) E Susiuyendo (c) y (d) en (a) y (b) respecivamene, se obiene: I = α I I (e) I = α + (f) C1 1 CO1 C 2 2 ( I + I ) ICO 2 Teniendo en cuena que la suma de corrienes en T 1 es cero, se obiene: I + I 1 = I 2 (g) C C V on Y, susiuyendo I C1 e I C2 en (g) por sus valores dados por sus respecivas expresiones (e) y (f), se obiene: I α I I = α ( I + I ) + I (h) 1 CO1 2 CO2 Circuio Simple de SCR con Bloqueo Esáico. Frecuencias Bajas Finalmene, se despeja I en (h) y se obiene: I = I α + I + I 1 α α 1 CO1 CO2 1 2 Tema 5. SCR Transparencia 7 de 15 Tema 5. SCR Transparencia 8 de 15

5 RELCIÓN DEL BLOQUEO DEL SCR CON SU CIRCUITO EXTERNO RELCIÓN DEL BLOQUEO DEL SCR CON SU CIRCUITO EXTERNO T 1 L 1 V S L 2 I L T 2 Circuio Recificador con Bloqueo Dinámico Formas de Onda del Circuio con Bloqueo Dinámico Tema 5. SCR Transparencia 9 de 15 Tema 5. SCR Transparencia 10 de 15

6 CRCTERÍSTICS DINÁMICS FORMS DE PROVOCR EL DISPRO DEL SCR I I 1 0.9I F 1. Corriene de Puera. 2. Elevada ensión Ánodo-Cáodo (V >V DWM ). Rupura 3. plicación de ensión Ánodo-Cáodo posiiva anes de que el proceso de bloqueo haya erminado (< q ) 0.1I F 0.25I rr 4. Elevada derivada de la ensión Ánodo-Cáodo Los fabricanes definen un valor máximo V 1 d r rr I rr V dv d max V FRM ps d > q dv F < max d Uso de redes RC (Snubbers) 5. Temperaura elevada Normalmene no ocurre, aunque si se produce una combinación de varias causas, podría provocarse la enrada en conducción 6. Radiación luminosa Sólo se ocurre en los disposiivos especialmene consruidos para funcionar de esa forma (LSCR) Curvas de Tensión y Corriene del SCR durane la Conmuación Tema 5. SCR Transparencia 11 de 15 Tema 5. SCR Transparencia 12 de 15

7 TRIC. Consiución y Funcionamieno Ánodo TRIC. Caracerísica Esáica i T Puera Puera Ánodo / T 1 V Cáodo / T 2 V BD Cáodo Combinación de dos SCR para formar un TRIC. Símbolo del TRIC T 1 V BD V T1T2 P 1 N 4 J 1 N 1 Caracerísica Esáica del TRIC i J 2 P 2 v N 3 N 2 T 2 Esrucura Inerna del TRIC T 2 Caracerísica de Puera de un TRIC Caracerísicas generales del TRIC: Esrucura compleja (6 capas). Baja velocidad y poca poencia. Uso como inerrupor esáico. Tema 5. SCR Transparencia 13 de 15 Tema 5. SCR Transparencia 14 de 15

8 RESUMEN DE LS CRCTERISTICS DEL SCR Caracerísicas mas desacadas del SCR: Esrucura de cuaro capas p-n alernadas. Direcamene polarizado iene dos esados: cebado y bloqueado. Inversamene polarizado esará bloqueado. Disposiivo capaz de soporar las poencias más elevadas. Único disposiivo capaz de soporar I>4000mp. (V on 2 4Vol.) y V>7000Vol. Conrol del encendido por corriene de puera (pulso). No es posible apagarlo desde la puera (sí TO ema 7). El circuio de poencia debe bajar la corriene anódica por debajo de la de manenimieno. Frecuencia máxima de funcionamieno baja, ya que se sacrifica la velocidad (vida media de los poradores larga) para conseguir una caída en conducción lo menor posible. Su funcionamieno se cenra en aplicaciones a frecuencia de red. La derivada de la corriene anódica respeco al iempo en el momeno del cebado debe limiarse para dar iempo a la expansión del plasma en odo el crisal eviando la focalización de la corriene. La derivada de la ensión ánodo cáodo al reaplicar ensión posiiva debe limiarse para eviar que vuelva cebarse. También se debe esperar un iempo mínimo para reaplicar ensión posiiva. Tema 5. SCR Transparencia 15 de 15