Funcionamiento y Aplicaciones de los Dispositivos Semiconductores de Potencia: SCR, DIAC y TRIAC

Dispositivos Semiconductores de Potencia

SCR (Rectificador Controlado de Silicio)

El SCR es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones PN con la disposición PNPN. Está compuesto por tres terminales: Ánodo, Cátodo y Puerta (Gate).

• Funcionamiento: La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta.
• Características: Es un elemento unidireccional (la corriente circula en un único sentido), actúa como un conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.

El SCR se asemeja a un diodo rectificador, pero si el ánodo es positivo en relación con el cátodo, no circulará corriente hasta que una corriente positiva se inyecte en la puerta. Una vez activado, el dispositivo permanece en conducción hasta que se remueva la tensión entre el ánodo y el cátodo; de ahí su nombre: rectificador controlado.

DIAC (Diodo para Corriente Alterna)

El DIAC es un componente electrónico diseñado para conducir en ambos sentidos de sus terminales, por lo que se clasifica como un dispositivo bidireccional. Su activación ocurre siempre que se alcance su tensión de cebado o de disparo (aproximadamente 30 V, dependiendo del modelo).

• Comportamiento: Hasta que la tensión aplicada entre sus extremos supera la tensión de disparo (V_BO), la intensidad que circula por el componente es mínima.
• Conmutación: Al superar dicha tensión, la corriente aumenta bruscamente mientras disminuye la tensión en sus extremos.
• Aplicación: Su uso más común es el control de disparo de un TRIAC para regular la potencia de una carga.

TRIAC (Triodo para Corriente Alterna)

Al igual que el tiristor, el TRIAC posee dos estados de funcionamiento: bloqueo y conducción. Conduce la corriente entre sus terminales principales en ambos sentidos, siendo un dispositivo bidireccional.

• Funcionamiento: Conduce entre los dos ánodos (A1 y A2) cuando se aplica una señal a la puerta (G). Puede considerarse como dos tiristores conectados en antiparalelo.
• Control: El paso del estado de bloqueo al de conducción se realiza mediante un impulso de corriente en la puerta, mientras que el paso a bloqueo ocurre al disminuir la corriente por debajo de la intensidad de mantenimiento (I_H).

Aplicaciones y Características:

A diferencia de los tiristores, los TRIAC se utilizan principalmente en corriente alterna. Su curva característica refleja un funcionamiento similar al del tiristor, apareciendo en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes debido a su bidireccionalidad. Su utilidad principal radica en la regulación de la potencia entregada a una carga en sistemas de corriente alterna.