Funcionamiento y Aplicaciones de Tiristores, Diacs y Triacs en Electrónica de Potencia

Estructura del tiristor

El tiristor está formado por cuatro capas semiconductoras de silicio P y N alternativamente.

El tiristor es un elemento unidireccional, lo que quiere decir que una vez aplicada la señal de mando a la puerta, el dispositivo deja pasar una corriente que solo puede tener un único sentido.

Curva característica

Cuando la tensión entre ánodo y cátodo es 0, la intensidad es nula. Al aumentar la tensión entre ánodo y cátodo en el sentido directo, se puede comprobar el valor mínimo de la tensión directa de disparo; en este momento se produce el cebado. En este instante, el tiristor se hace conductor y gana tensión hasta alcanzar la tensión de mantenimiento, aumentando así la intensidad del ánodo (7.5).

Si se polariza en inversa el tiristor, aparece una pequeña fuga que puede provocar la destrucción del componente. Aplicando tensión en la puerta, el punto de disparo se desplaza hacia la izquierda; la tensión de disparo será menor cuanto mayor sea la intensidad de la puerta (7.6).

Zonas de funcionamiento

• Zona A: En esta zona, el disparo del tiristor no está garantizado. Trabajando en esta área, no es seguro que el tiristor se cebe siempre que actuemos sobre la puerta.
• Zona B: Es el área de disparo seguro, siendo por tanto la zona de trabajo recomendada para la puerta.
• Zona C: Debe evitarse trabajar en esta zona, ya que se destruiría la unión del dispositivo.

El Diac

El Diac es un elemento compuesto por dos tiristores pero sin terminal de puerta; se trata de un elemento simétrico y sin polaridad. Su curva es simétrica respecto al origen y su tensión de cebado suele estar alrededor de los 30V. Por lo tanto, es un elemento que conducirá en cualquiera de los dos sentidos en cuanto el voltaje en sus extremos supere su tensión de cebado.

El Triac

El Triac es un elemento compuesto por dos tiristores conectados en antiparalelo. Está formado por 6 capas de semiconductor; la tensión se le aplica a los terminales A2 y A1, y el electrodo de control se denomina puerta.

Funcionamiento del Triac

Si se polariza el Triac con una tensión positiva en A2 respecto de A1 y con la puerta desconectada, se comporta como un tiristor en polarización directa.

Pero si se invierte el sentido de esta polarización, se observa una curva simétrica respecto a la anterior desde el origen. De igual manera que ocurre con el tiristor, el momento de cebado se produce cuando se aplica corriente por la puerta.

Circuito de control de potencia: Dimmer

En un circuito de control de potencia utilizando un Diac, el elemento que controla la potencia final es un Triac. El condensador se carga cuando aparece un semiciclo de la señal alterna; cuando el voltaje del condensador alcanza la tensión de disparo del Diac (aproximadamente 30V), este se ceba, provocando que el condensador se descargue en la puerta del Triac.

Una vez que el Triac se ha cebado, se provoca la aparición de corriente por la carga. El dispositivo permanecerá así hasta que la tensión pase por 0. Una vez que el Triac ha entrado en el corte tras el paso por 0, se encuentra listo para un nuevo cebado.