FOTOTIRISTORES(LASCR) Los fototiristores son como los fototransistores o FET muy similares a sus correspondientes convencionales, excepto en la adición de una ventana o lente para enfocar la luz en un área apropiada. Tienen tres terminales, y por tanto, el umbral del disparo óptico puede controlarse electrónicamente. La ventaja principal del fototiristor es que es un excelente conmutador, con una capacidad de gobernar potencias muy superiores a otros fotodetectores. Con refrigeración apropiada, algunos fototiristores pueden trabajar a unos cientos de voltios con un ampere. Figura 43. SCR activado por luz. Sección, símbolo y construcción. La Figura 43 muestra un corte de un foto-scr típico. Con polarización apropiada los fotones entrantes crean pares electrón-hueco en la vecindad de la segunda unión y estos portadores libres son atraídos a través de las uniones produciendo una corriente ánodo-cátodo. A un cierto nivel de radiación, la ganancia neta de corriente del dispositivo excede a la unidad y la corriente ánodo-cátodo sólo viene limitada por la impedancia exterior. En este punto, el SCR ha cambiado de ser un conmutador prácticamente abierto a uno casi en cortocircuito, como se ve en la Figura 44. Figura 44. Circuito típico con LASCR U2-T5 Fototiristor - 1
La salida de un foto-scr no es proporcional a la radiación incidente como en el caso de los fotodetectores anteriores. El foto-scr está CORTADO (baja corriente de ánodo) antes que una irradiancia adecuada lo dispare (Figura 45) y CONDUCE en cuanto se supera el umbral óptico. La corriente de ánodo no varía prácticamente con el nivel de luz. Como los fototiristores se aproximan a los conmutadores, sus aplicaciones principales son para sistemas ópticos lógicos, tales como contadores clasificadores y funcionamiento como relés. Figura 45. Características de disparo (por luz) de un LASCR. La mayoría de las aplicaciones de 1os foto-scr requieren una resistencia externa entre la puerta y el cátodo que puentea efectivamente parte de la corriente en la porción npn del dispositivo. De aquí que la resistencia puerta-cátodo (R G K) determine la sensibilidad a la luz (figura 46) y a su vez influye en los efectos de temperatura, respuesta en frecuencia y dv/dt. Aumentando R G K aumenta la sensibilidad a la luz ya la temperatura, pero disminuye la respuesta en el tiempo. Como puede esperarse, el nivel de disparo de un foto-scr depende de la temperatura de la unión, de la tensión aplicada, etc. La Fig. 44 muestra lo esencial de un circuito con foto-scr. Antes que se alcance el umbral óptico, el SCR está CORTADO y solo Huye una pequeña corriente de pérdida (unos µa) de ánodo a cátodo, por tanto, la carga no tiene conexión a masa. Cuando la irradiancia alcanza el valor de disparo adecuado, el SCR CONDUCE 0,9 A. Como el foto-scr no se CORTA al eliminar la luz, debe emplearse un método de conmutación. C 1 es necesario para evitar que el SCR conduzca con un falso disparo si la alimentación se aplica muy rápidamente. U2-T5 Fototiristor - 2
Figura 46. Sensibilidad en función de resistencia puerta-cátodo. La figura 47 muestra dos circuitos para manejar SCR s de potencia controlados por luz con LASCR. El circuito de la figura 47 (a) es un relé normalmente abierto y él (b) normalmente cerrado. (a) (b) Figura 47. Rele s con SCR (a) Normalmente abierto, (b) Normalmente cerrado. U2-T5 Fototiristor - 3
Los dispositivos sensores de luz se pueden usar para disparar el circuito de control para un motor reversible. La figura 48 muestra un circuito activado por luz para controlar la dirección de rotación de un motor usando dos triacs. El transformador T 1 es seleccionado para tener en el secundario un voltaje de CD de 6 a 24 volts. R = R2 = = R 5 10 ohms I I ma 1 = Gate1 Gate2 100 Cuando la luz le da al LASCR 1 el triac 1 se pondrá on girando el motor en un sentido. Al no darle luz al LASCR 1 el triac 1 se apaga y al darle la luz al LASCR 2 el triac 2 se pondrá on provocando el cambio de sentido de giro en el motor. Figura 48. Circuito de control del sentido de giro de un motor de inducción. La figura 49 muestra un circuito para controlar el paso por una puerta usando una barrera de luz. Con la puerta cerrada y llegando luz al LASCR la corriente circula de la terminal 1 por R 1, el LASCR y a tierra, estando el SCR 1 apagado. Cuando se interrumpe el haz, el LASCR se apaga circulando corriente por R 1, D 1 cargando al capacitor al máximo, permitiendo a la vez que el SCR conduzca activándose el relé permitiendo que la puerta se abra, al momento que llegue el haz de nuevo al sensor la constante de tiempo del circuito formado por C, R 3 y R 4 mantiene conduciendo al SCR y la puerta esta abierta. Cuando la descarga de C no pueda mantener conduciendo al SCR la puerta quedara de nuevo asegurada. Si de nuevo se interrumpe el haz estando la puerta abierta el ciclo se reinicia ya que con la nueva interrupción se recarga el capacitor, permitiendo así el paso de un grupo de personas. U2-T5 Fototiristor - 4
Figura 49. Control de una puerta con barrera de luz. U2-T5 Fototiristor - 5