Activación de un tiristor

Basándose en la curva carácterística del SCR, describa su funcionamiento

Se comporta como un diodo rectificador con iniciación de la conducción controlada por la puerta; como rectificador la conducción no es posible inversa pero si directa.
En el estado de corte, puede bloquear un voltaje directo y no conducir corriente.
Y mientras no se aplique señal a la compuerta, permanece en corte independientemente del signo del voltaje V_AK. El tiristor se dispara (cambia a conducción) aplicando un pulso de corriente positiva en la compuerta, durante un pequeño intervalo de tiempo. El voltaje de ánodo a cátodo cuando el SCR conduce es de pocos volts (1-3 V).
Una vez que el SCR es disparado, permanece en conducción aunque la corriente de compuerta desaparezca y no cambia a corte por pulso de compuerta.

Únicamente cuando la corriente del ánodo tiende a ser negativa, o inferior al valor de mantenimiento I_H, el SCR pasará a estado de corte.

A). "Corriente de enclavamiento" (IL) (Latching current). Indíquela en la curva carácterística

Cuando el tiristor se mantiene en conducción a partir de que después del proceso dinámico de entrada en conducción la corriente IAK alcanza el valor de enclavamiento. Corriente de ánodo mínima que hace bascular al tiristor del bloqueo a la conducción

B). "Corriente de mantenimiento" (IH) (Holding current). Indíquela en la curva carácterística

Corriente mínima para que el tiristor se mantenga en el estado de conducción una vez que fue disparado.

Explique cada una de las formas en que se puede activar un SCR

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Pulso en la compuerta:

consiste en enviar por medio de un previo circuito variando el valor de un potenciómetro, que en cierto momento le manda el pulso necesario de activación del tiristor

-Por choque por avalancha

Aquí influyen los electrones libres en la composición del tiristor, al momento de que uno de estos genere energía chocara con los otros electrones y protones generando una activación del tiristor

-Por temperatura

Esta activación tiene relación con la activación por avalancha, al momento de que el tiristor comienza a calentarse, los electrones internos ganan energía generando la activación del tiristor.

-Por luz:

Este funciona como un acoplador óptico o tiristores ópticos. Al momento de que se emite luz a la puerta del tiristor este lograra estar en conducción.

-Por dv/dt

Aquí el tiristor actuara como una carga capacitiva debido a los iones donadores que se generan por el aumento brusco del voltaje en la puerta

¿Cuál es la forma más conveniente para activar un SCR?

Disparo por impulso de corriente en la compuerta los niveles de tensión y corriente de disparo en la puerta debe tener un rango de valores comprendidos, dentro de una zona de disparo de seguridad. Si sobrepasa puede disparar el tiristor o dañarse.

Para que el SCR empiece a conducir se polariza directamente y se aplica un pulso en la compuerta. Una vez que empieza a conducir, ¿Qué se debe hacer para que deje de conducir?

Es necesario reducir la intensidad ánodo-cátodo por debajo de la corriente de mantenimiento la cual es la corriente mínima que debe tener para conducir.

Explique en que consiste, a que se debe y como se protege un SCR contra variaciones rápidas de corriente (di/dt)

Debido a que un capacitor descargado se comporta como un corto circuito y la gran demanda de corriente tiene que atravesar el transistor. Protección poner en serie con la carga un inductor de poco valor para retardar el incremento de la corriente a un valor aceptable. Ya que el inductor se opone a cambios bruscos de corriente.
Tiristor vs En general, un dispositivo semiconductor requiere de un tiempo mínimo para que la corriente a través del cuerpo mismo sea uniforme.

Si es  muy alta la rapidez de aumento de la corriente de ánodo, (di/dt), en comparación con el tiempo que requiere la distribución uniforme de los portadores de carga a través del semiconductor, puede presentarse un calentamiento localizado o “punto caliente” debido a la alta densidad de portadores de carga en algunas zonas de las capas semiconductoras del dispositivo.

Explique en que consiste, a que se debe y como se protege un SCR contra variaciones rápidas de voltaje (dv/dt)

Debido a que los cambios bruscos de tensión en el ánodo y cátodo pueden producir cebadas no deseadas. Protección Poner un circuito RC en paralelo con el tiristor el circuito limita la velocidad de subida de tensión en las terminales del tiristor. El capacitor de opone a cambios bruscos de tensión.Tristor vs . En circuitos donde el valor de dv/dt sea superior al valor dado por el fabricante, se pueden utilizar circuitos supresores de transitorios para proteger a los tiristores del disparo por dv/dt, estos circuitos se conectan en bornes de la alimentación, en paralelo con el semiconductor o en paralelo con la carga. Se trata de conectar en paralelo con el tiristor un circuito RC (Red SNUBBER), para evitar variaciones bruscas de voltaje en los extremos del dispositivo semiconductor.

Explique porqué está limitado en frecuencia el funcionamiento de un SCR

Estos valores de limite son impuestos por la derivación del proceso de apertura y cierre del dispositivo ( Mayor frecuencia, mayor temperatura) lo que quiere decir que necesita un tiempo especifico para funcionar.
Las limitaciones más importantes de los tiristores se deben a la frecuencia de funcionamiento, a la pendiente de voltaje (dv/dt), a la pendiente de corriente (di/dt) y a la temperatura.
Incluso si se trabaja con tiristores rápidos, no se pueden superar ciertos valores de frecuencia. Estos valores límite son impuestos por la duración del proceso de apertura y cierre del dispositivo, condiciones intrínsecas imputables al dispositivo. Así la frecuencia, rara vez, podrá superar los 10 KHz. El hecho de trabajar a frecuencias altas, impone al tiristor restricciones de di/dt.

Explique porqué está limitado en frecuencia el funcionamiento de un tiristor. Dependiendo del tiempo de apertura, los tiristores se pueden clasificar en 2 grupos: tiristores de corto tiempo de apertura (tiristores rápidos ) y tiristores que no exigen por sus condiciones de utilización, carácterísticas especiales de apertura puede superar los 100 us, a estos se les define tiristores lentos. Para evitar que se limite la corriente

Con base en la curva carácterística explique el funcionamiento del DIAC y del TRIAC

Cuando la tensión de disparo se alcanza (30v)  la tensión en el diac se reduce y entra en conducción dejando pasar la corriente necesaria para el diparo del SCR o TRIAC. 
El triac permanece en estado on hasta que la corriente disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento por medio de la disminución de la tensión de la fuente. Una vez en estado de conducción la compuerta no controla mas la conducción, por eso se acostumbra a dar pulsos de corriente cortas y de esta manera se impide la disipación de energía sobrante en la puerta

Explique la forma de activación del DIAC

 Cuando sobrepasa el voltaje de ruptura, cuando sobrepasa la corriente de ruptura , cuando el voltaje en sus terminales es igual al punto de ruptura cuyo valor es 30 aprox momento en el cual diac permite el paso de corriente en ambos sentidos

Explique las formas de activación del TRIAC

Disparo por impulsos siempre positivos, disparo por impulso siempre negativos, disparos por disparos alternamente pos y neg

Para que un tiristor empiece a conducir de forma controlada se polariza directamente y se aplica un pulso en la compuerta. Una vez que empieza a conducir, ¿Qué se debe hacer para que deje de conducir?

Es necesario reducir la intensidad ánodo cátodo por debajo de la corriente de mantenimiento la cual es la corriente mínima que debe tener para conducir.

Explique en que consiste, a que se debe y como se protege un tiristor contra variaciones rápidas de corriente (di/dt).

“La derivada de la corriente con respecto al tiempo”. La di/dt máxima es especificada por el fabricante. Este problema aparece cuando se tiene una carga capacitiva (tiene el comportamiento de un capacitor). Un capacitor descargado se comporta inicialmente (al ser conectado) como un corto circuito y la gran demanda de corriente tiene que atravesar el tiristor. Para evitar este problema se pone en serie con la carga un inductor (ver diagrama) de poco valor, para retardar el incremento de la corriente a un valor aceptable.

Explique en que consiste, a que se debe y como se protege un tiristor contra variaciones rápidas de voltaje (dv/dt).

“La derivada del voltaje con respecto al tiempo”. Los cambios bruscos de tensión entre el ánodo (A) y el cátodo (K = C), pueden producir cebados no deseados, causando con ello que el tiristor se dispare y empiece a conducir. El dv/dt máximo es especificado por el fabricante.A veces por diferentes motivos, la tensión entre los terminales del SCR pueden cambiar en forma repentina y de manera evidente (el cambio de tensión es grande). Para evitar este inconveniente, se utiliza un circuito RC en paralelo con el tiristor como se muestra en el gráfico anterior. Este circuito limita la velocidad de subida de la tensión en los terminales del tiristor.

Explique porqué está limitado en frecuencia el funcionamiento de un tiristor

Dependiendo del tiempo de apertura , los tiristores se pueden clasificar en 2 grupos. Tiristores de corto tiempo de apertura (tiristores rápidos), y tiristores que no exigen, por sus condiciones de utilización, caract especiales de apertura puede superar los 100 nw, A estos se les define como tiristores lentos.

Explique cuáles son los modos de funcionamiento de un tiristor

el scr suprime algunos semiperíodos suministrando a la carga paquetes de semiperíodos para una señal de entrada. Ángulo de fase para una señal de entrada (7ª) se mantienen todos los semiperíodos, se suprime parte de cada uno de ellos (ángulo de bloqueo) y el resto se transmite a la carga. La corriente y voltaje medios de un scr dependen del ángulo de conducción. A mayor ángulo de conducción se obtiene a la salida mayor potencia. Un mayor ángulo de bloqueo o disparo se corresponde con un menor ángulo de conducción
Ángulo de conducción =180= ángulo de bloqueo o disparo .
Conociendo la variación de la potencia disipada en función de los diferentes ángulos de conducción se pueden calcular las potencias necesarias.

Preguntas sobre el transistor TBJ y su aplicación como conmutador
Aplicar los transistores no se limita únicamente a la amplificación de señales. A través de un diseño adecuado pueden utilizarse como un interruptor para computadora y para aplicaciones de control. Puede emplearse como un inversor en los circuitos lógicos de las computadoras
donde el voltaje de salida Vc es opuesto al que se aplicó sobre la base o a la terminal de entrada. También obsérvese la ausencia de una fuente de dc conectada al circuito de la base. La única fuente de dc está conectada al colector o lado de la salida, y para las aplicaciones de computadoras normalmente es igual a la magnitud del nivel "alto" de la señal aplicada, en este caso 5 V La corriente de base es mayormente a la requerida para saturar al transistor. Como resultado, la carga excedente de portadores minoritarios queda almacenada en la regíón base.
Mientras mas alto es el factor de sobreexitacion el ODF mayor será la carga adicional almacenada en la base, Esta carga adicional que se conoce como carga de saturación es proporcional a la exitacion excedente de la base y la corriente.

¿Cuáles son las partes principales de este acoplador óptico?

Ánodo, cátodo, NC, MT2, NC. MT1

¿Qué corriente, recomienda el fabricante, debe circular a través del diodo para activar el tiristor del acoplador?

El led AlGaAs tiene una caída nominal de voltaje de 1.3 v a 10 mA. Y un voltaje de ruptura en polarización inversa mayor de 3 v. La corriente máxima puede pasar a través del led es de 60 Ma

¿Cómo se limita la corriente repentina (I surge) en el tiristor para que no se dañe?

La principal restricción es que el triac debe ser propiamente elegido para sostener adecuadamente las cargas de irrupción. Las lámparas incandescentes en algunas ocasiones dibujan un pico de corriente conocido como flash over el cual puede ser extremadamente alto y el triac debe ser protegido por un fusible o debe ser un valor lo suficientemente alto para sostener esta corriente.