5/23/2018 Electronica Industrial Monografia

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TIRISTOR

El tiristor es un componente electrnico constituido por elementos

semiconductoresque utiliza realimentacininterna para producir una

conmutacin. Los materiales de los que se compone son de tipo

semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se

encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores.

Son dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la

corriente en un nico sentido. Se emplea generalmente para el

control de potencia elctrica.

El dispositivo consta de un nodo y un ctodo, donde las uniones son

de tipo PP entre los mismos. Por tanto se puede modelar como !

transistores t"picos PP y P, por eso se dice tam#in que el tiristor

funciona con tensin realimentada. Se crean as" $ uniones

%denominadas &', &!, &$ respectivamente(, el terminal de puerta est

conectado a la unin &! %unin P(.

)lgunas fuentes de*nen como sinnimos al tiristor y al recti*cador

controlado de silicio %S+(- otras de*nen al S+ como un tipo de

tiristor, a la par que los dispositivos /)+y0/)+.

Este elemento fue desarrollado por ingenieros de 1eneral Electricen

los a2os '345. )unque un origen ms remoto de este dispositivo lo

encontramos en el S+ creado por 6illiam S7oc8ley%premio o#el de

f"sica en '394( en '395, el cual fue defendido y desarrollado en los

la#oratorios :ell en '394. 1ordon ;alllider el desarrollo en :ill>

1utz?iller, de 1eneral Electric.

http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Realimentaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador_controlado_de_siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador_controlado_de_siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/DIAChttp://es.wikipedia.org/wiki/TRIAChttp://es.wikipedia.org/wiki/General_Electrichttp://es.wikipedia.org/wiki/A%C3%B1os_1960http://es.wikipedia.org/wiki/William_Shockleyhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Gordon_Hall&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Realimentaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador_controlado_de_siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador_controlado_de_siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/DIAChttp://es.wikipedia.org/wiki/TRIAChttp://es.wikipedia.org/wiki/General_Electrichttp://es.wikipedia.org/wiki/A%C3%B1os_1960http://es.wikipedia.org/wiki/William_Shockleyhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Gordon_Hall&action=edit&redlink=1

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La conduccin entre nodo y ctodo es controlada por el terminal de

puerta. Se dice que es un dispositivo unidireccional, de#ido a que el

sentido de la corriente es nico.

CURVA CARACTERSTICA

La interpretacin directa de la curva caracter"stica del tiristor nos dice

lo siguiente@ cuando la tensin entre nodo y ctodo es cero la

intensidad de nodo tam#in lo es.

;asta que no se alcance la tensin de #loqueo %A:B( el tiristor no se

dispara.

+uando se alcanza dic7a tensin, se perci#e un aumento de la

intensidad en el nodo %/)(, disminuye la tensin entre nodo y

ctodo, comportndose as" como un diodo polarizado directamente.

Si se quiere disparar el tiristor antes de llegar a la tensin de #loqueo

ser necesario aumentar la intensidad de puerta %/1', /1!, /1$,

/1C...(, ya que de esta forma se modi*ca la tensin de ce#ado de

este.

Este ser"a el funcionamiento del tiristor cuando se polariza

directamente, esto solo ocurre en el primer cuadrante de la curva.

+uando se polariza inversamente se o#serva una d#il corriente

inversa %de fuga( 7asta que alcanza el punto de tensin inversa

mDima que provoca la destruccin del mismo.

0am#in se utilizan como rels estticos, recti*cadores controlados,

inversores y onduladores, interruptores....

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FUNCIONAMIENTO BSICO

El tiristor es el equivalente electrnico de los interruptoresmecnicos-

por tanto, es capaz de dear pasar plenamente o #loquear por

completo el paso de la corriente sin tener nivel intermedio alguno,

aunque no son capaces de soportar grandes so#recargas de corriente.

Este principio #sico puede o#servarse tam#in en el diodo S7oc8ley.

El dise2o del tiristor permite que ste pase rpidamente a encendido

al reci#ir un pulso momentneo de corriente en su terminal de

control, denominada puerta %o en ingls, gate( cuando 7ay una

tensin positiva entre nodo y ctodo, es decir la tensin en el nodo

es mayor que en el ctodo. Solo puede ser apagado con la

interrupcin de la fuente de voltae, a#riendo el circuito, o #ien,7aciendo pasar una corriente en sentido inverso por el dispositivo. Si

se polariza inversamente en el tiristor eDistir una d#il corriente

inversa de fugas 7asta que se alcance el punto de tensin inversa

mDima, provocndose la destruccin del elemento.

Para que el dispositivo pase del estado de #loqueo al estado activo,

de#e generarse una corriente de enganc7e positiva en el nodo, y

adems de#e 7a#er una peque2a corriente en la compuerta capaz deprovocar una ruptura por avalanc7a en la unin &! para 7acer que el

dispositivo conduzca. Para que el dispositivo siga en el estado activo

se de#e inducir desde el nodo una corriente de sostenimiento,

muc7o menor que la de enganc7e, sin la cual el dispositivo dear"a de

conducir.

) medida que aumenta la corriente de puerta se desplaza el punto de

disparo. Se puede controlar as" la tensin necesaria entre nodo yctodo para la transicin B== FG B, usando la corriente de puerta

http://es.wikipedia.org/wiki/Interruptorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Shockleyhttp://es.wikipedia.org/wiki/Interruptorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Shockley

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adecuada. +uanto mayor sea la corriente suministrada al circuito de

puerta /1 %intensidad de puerta(, tanto menor ser la tensin nodoF

ctodo necesaria para que el tiristor conduzca.

APLICACIONES

ormalmente son usados en dise2os donde 7ay corrientes o voltaes

muy grandes, tam#in son comnmente usados para controlar

corriente alternadonde el cam#io de polaridadde la corriente revierte

en la coneDin o desconeDin del dispositivo.

Los tiristores pueden ser usados tam#in como elementos de control

en controladores accionados por ngulos de fase, esto es una

modulacinpor anc7o de pulsos para limitar el voltae en corriente

alterna.

En circuitos digitales tam#in se pueden encontrar tiristores como

fuente de energ"ao potencial, de forma que pueden ser usados como

interruptores automticos magnetoFtrmicos, es decir, pueden

interrumpir un circuito elctrico, a#rindolo, cuando la intensidad que

circula por l se eDcede de un determinado valor. e esta forma se

interrumpe la corriente de entrada para evitar que los componentes

en la direccin del Huo de corriente queden da2ados.

La primera aplicacin a gran escala de los tiristores fue para controlar

la tensin de entrada proveniente de una fuente de tensin, como un

enc7ufe, por eemplo. ) comienzo de los IJ5 se usaron los tiristores

para esta#ilizar el Huo de tensin de entrada de los receptores de

televisinen color.

Se suelen usar para controlar la recti*cacin en corriente alterna, es

decir, para transformar esta corriente alterna en corriente continua,

para la realizacin de conmutaciones de #aa potencia en circuitos

electrnicos.

Btras aplicaciones comerciales son en electrodomsticos

%iluminacin, calentadores, control de temperatura, activacin de

alarmas, velocidad de ventiladores(, 7erramientas elctricas %para

acciones controladas tales como velocidad de motores, cargadores de

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Polaridadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_(telecomunicaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Enchufehttp://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Iluminaci%C3%B3n_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Polaridadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_(telecomunicaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Enchufehttp://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Iluminaci%C3%B3n_f%C3%ADsica

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#ater"as(, equipos para eDteriores %aspersores de agua, encendido de

motores de gas, pantallas electrnicas...(

En fotograf"a el primer uso del tiristor, se dio en los Has7es

electrnicos, en los a2os K5. )ntes de esto, cuando se dispara#a un

Has7, este #ota#a toda la carga acumulada, necesitando '5 o ms

segundos para recargar completamente. +uando se usa#an

com#inados con el modo automatico de eDposicin, el dispositivo solo

ocupa la proporcin de carga que necesita para esa eDposicin, lo que

permiti acelerar incre"#lemente los tiempos de recarga. En la

actualidad estos Has7es permiten disparar $ o C veces por segundo,

adems de 7acerlo con una gran precisin en la cantidad de luz

emitida.

VARISTOR

n varistor es un componente electrnico con una curva

caracter"stica similar a la del diodo. Los varistores suelen usarse para

proteger circuitos contra variaciones de tensin al incorporarlos en el

circuito de forma que cuando se active la corriente no pase por

componentes sensi#les. La funcin del varistor es conducir una

corriente signi*cativa cuando el voltae es eDcesivo.

Los varistores proporcionan una proteccin *a#le y econmica contra

transitorios de alto voltae que pueden ser producidos, por eemplo,

por relmpagos, conmutaciones o ruido elctrico en l"neas de

potencia de ++ o +B/E0E )L0E).

Los varistores tienen la ventaa so#re los diodos %supresores de

transitorios( que, al igual que ellos pueden a#sor#er energ"as

transitorias %incluso ms altas( pero adems pueden suprimir los

transitorios positivos y negativos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

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+uando aparece un transitorio, el varistor cam#ia su resistencia de un

valor alto a otro valor muy #ao. El transitorio es a#sor#ido por el

varistor, protegiendo de esa manera los componentes sensi#les del

circuito.

CARACTERISTICAS

)mplia gama de voltaes F desde 'C A a 995 A %

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donde el voltae de

disparo>, ste funciona como un dispositivo regulador de corriente a

operacin normal, por lo que los varistores generalmente se usan

como supresor de picos de tensin. Sin em#argo, un varistor podr"a

no limitar de forma eDitosa la corriente de un evento como la ca"da de

un rayo donde la energ"a es muc7o ms grande de la que puede

controlar. La corriente que Huye en el varistor podr"a ser tan grande

que destruir"a completamente el varistor. /nclusive, picos de tensin

ms peque2os podr"an degradarlo. La degradacin est de*nida por

los gr*cos de esperanza de vida del fa#ricante que relacionan

corriente, tiempo y nmero de pulsos. El parmetro ms importante

que afecta la esperanza de vida del varistor es su energ"a consumida.

) medida que el consumo de energ"a incrementa, su esperanza de

vida incrementa eDponencialmente, el nmero de picos que pueden

soportar incrementa y el voltae de disparo que provee durante cada

pico decrece. La pro#a#ilidad de una falla catastr*ca puede

reducirse al ampliar el rango o al conectar ms varistores en paralelo.

Se dice que un varistor est completamente degradado cuando su

voltae de disparo 7a cam#iado cerca del '5M. En esta condicin el

varistor no se ve da2ado y todav"a se mantiene funcional%no tiene

falla catastr*ca(.

0"picamente, su tiempo de respuesta est en el orden de los 9 a !9

nanosegundos y su voltae de activacin est comprendido entre 'CA

y 995A. Sin em#argo, su con*a#ilidad es limitada ya que se degradan

con el uso. Su costo es #ao comparado con otros dispositivos

protectores, como los diodos supresores de avalanc7a de silicio, y

poseen #uena disipacin de la energ"a elctrica indesea#le.

El varistor se coloca en paralelo al circuito a proteger y a#sor#e todos

los picos mayores a su tensin nominal. El varistor slo suprime picos

transitorios- si es sometido a una tensin elevada constante, se

destruye. Esto sucede, por eemplo, cuando se aplica !!5 A)+a un

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_avalanchahttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/AChttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_avalanchahttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/AC

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varistor de ''5A)+, o al colocar el selector de tensin de una fuente

de alimentacin de un P+ en posicin incorrecta. En el dise2o de

circu"tos es aconsea#le colocar el varistor en un punto u#icado

despus de un fusi#le.

0iene un gran campo de aplicacin como aparamenta de proteccin

en redes elctricas tanto de transporte como de distri#ucin. Se

utiliza como elemento >pararrayos> situado en los propios apoyos de

la l"nea, desviando las so#retensiones a tierra as" como elemento de

proteccin en los #ypass de los #ancos de condensadores

compensadores de reactancia de l"nea.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fusiblehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aparamenta_de_protecci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Redes_el%C3%A9ctricashttp://es.wikipedia.org/wiki/Fusiblehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aparamenta_de_protecci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Redes_el%C3%A9ctricas