Son interruptores unidireccionales

de estructura P-N que permite la

circulación de corriente en un

único sentido.

•Significativos para componentes demayor potencia (área mayor).

•Está formado por una unión P-N y unaregión N intermediaria con bajodopaje.

•Puede soportar tensiones inversaselevadas.

•Pueden llegar a soportar tensiones deruptura de kiloVolts (kV) y corrientes dekiloAmperes (kA).

•No dispone de ningún terminal decontrol únicamente se puede invertir latensión ánodo–cátodo

•Destacan en régimen transitorio dosfenómenos: RECUPERACIÓN INVERSA yRECUPERACION DIRECTA

•Existen varios tipos: DIODOS SCHOTTKY,

DIODO DE RECUPERACIÓN RÁPIDA y

DIODOS RECTIFICADORES o DE

FRECUENCIA DE LÍNEA.

Engloban una familia de dispositivossemiconductores que trabajan enconmutación, teniendo en comúnuna estructura de 4 capas en unasecuencia PNPN que funciona deforma biestable.

•La conmutación de OFF a ON se realizapor una señal de control externo.

•La conmutación de ON a OFF se producecuando la corriente por el tiristor es máspequeña que la corriente demantenimiento específica para cadatransistor.

•Clases: SCR, TRIAC y GTO

“Rectificador Controlado de

Silicio”. Formado por cuatro

capas semiconductoras

alternadamente PNPN.

SCR:

•Tiene tres terminales: Ánodo (A), Cátodo (K) y laPuerta (G).

•Por ánodo y cátodo circula la corriente principal ypor la puerta se le inyecta una corriente que haceque establezca otra corriente en sentido ánodo-cátodo.

•Debe ser disparado al estado ON aplicando unpulso de corriente positiva en el terminal de puerta.

SCR:

•Una vez que empieza a conducir permanece enestado ON aunque la corriente de puertadesaparezca.

•Cuando la corriente del ánodo es negativa el SCRpasa a estado de bloqueo.

•En régimen estático se distinguen tres regiones: Zonade Bloqueo Inverso (VAK < 0), Zona de BloqueoDirecto (VAK > 0 sin disparo), Zona de Conducción(VAK > 0 con disparo).

SCR:

•Existen cinco maneras para que el SCR entre

en conducción: Disparo por Tensión Excesiva,Disparo por Impulso de Puerta (es el más

usado), Disparo por Derivada de Tensión, por

Temperatura y por Luz.

SCR:

Tiristor bidireccional de tres

terminales que puede ser

disparado con tensiones de

puerta de ambos signos.

TRIAC:

•Se comporta como dos SCR en antiparalelo.

•Las tensiones y corrientes necesarias para

producir la transición del TRIAC son diferentes

según las polaridades de tensiones aplicadas.

•Control de Potencia muy reducida.

TRIAC:

•Tiene un voltaje máximo de 1000V,

corriente máxima de 15A, potencia de

15kW y frecuencias 50 – 60Hz de la red

monofásica.

TRIAC:

Es un tiristor con capacidad

externa de bloqueo. La puerta

controla el paso de bloqueo a

conducción y viceversa.

GTO:

•Tiene una estructura de cuatro capas, puede entrar en conducción y bloquearse mediante señales adecuadas en el terminal de puerta G.

•Su mecanismo de disparo es semejante al del SCR.

•Puede no tener la capacidad de bloquear tensiones inversas.

GTO:

•Corriente positiva: OFF – ON; Corriente

Negativa: ON – OFF (deja de conducir).

GTO:

En el área de Potencia generalmente son utilizados como interruptores. Tienen la ventaja de ser totalmente controlados.Existen diferentes tipos de transistores:

BJT, MOSFET e IGBT

Más conocidos como BJT

(Transistor de unión bipolar),

son interruptores de Potencia

controlados por corriente.

TRANSISTOR BIPOLAR DE POTENCIA

(TBP):

•Tienen dos tipos fundamentales NPN y PNP.

•Están formados por Base, Colector y Emisor.

•Pueden soportar tensiones elevadas ya que

la capa intermediaria del colector tiene baja

concentración de impurezas.

TRANSISTOR BIPOLAR DE POTENCIA

(TBP):

•Son fáciles de controlar por el terminal de base,

pero consumen más energía que los SCR’s.

•Ventaja: Baja caída de tensión en saturación.

Desventaja: Poca ganacia con v/i grandes.

•Tiene tres zonas de funcionamiento: CORTE,

ACTIVA y SATURACIÓN.

TRANSISTOR BIPOLAR DE POTENCIA

(TBP):

•Se suelen utilizar transistores en configuración

Darlintong para aumentar la ganancia total

del transistor.

TRANSISTOR BIPOLAR DE POTENCIA

(TBP):

Son transistores controlados por

tensión. Existen dos tipos

básicos los de canal N y los de

canal P.

MOSFET:

•Están formados por el Drenador (D), Puerta

(G) y Fuente (F).

•Inconvenientes: Potencia bastante

reducida, la resistencia en conducción

varía mucho con la temperatura y la

corriente que circula por lo que no se tiene

un comportamiento de interruptor casi

ideal.

MOSFET:

•Ventajas: Son los transistores más rápidos

que existen, se utilizan en aplicaciones con

altas velocidades de conmutación; la más

relevante es la facilidad de control.

MOSFET:

•Tienen tres zonas de trabajo bien

fundamentadas: CORTE, ÓHMICA y

SATURACIÓN.

MOSFET:

Es un dispositivo híbrido que reúne la facilidad de disparo de los MOSFET con las pequeñas pérdidas en conducción de los BJT.

IGBT:

•Está formado por el colector (C), Puerta

(G) y Emisor (E).

•Tiene un control por tensión relativamente

sencillo ya que la puerta está aislado del

dispositivo.

•Permite trabajar en rango de frecuencias

medias, controlando potencias bastante

elevadas.

IGBT:

•Presentan un tiristor parásito que evite su

disparo debido a problemas relativos a este

elemento.

•Es inherentemente más rápido que el BJT

pero su velocidad de conmutación es

inferior a la del MOSFET.

IGBT:

•Tiene una alta impedancia de entrada

como el MOSFET.

IGBT:

CARACTERÍSTICAS DIODO SCR TRIAC GTO BJT MOSFET IGBT

Disparo

Corrient

e

Tensión

+/-

Corrient

e

Corrient

e Tensión Tensión

Potencia del Circuito de

Mando

Meda-

Alta Alta

Media -

Alta

Muy

Baja

Muy

Baja

Complejidad Baja Alta Alta

Muy

Baja

Muy

Baja

Densidad de Corriente

Media

p/Alta Alta

Media -

Alta Media

Alta -

Baja Alta

Máxima tensión inversa Media Alta Alta

Baja-

Media

Media-

Baja

Media-

Alta

Pérdidas en

Conmutación

Baja

p/Media Alta Alta

Media -

Alta

Muy

Baja

Media-

Alta

Potencia Alta Baja Alta Media Baja

Media-

Alta

Frecuencia Baja Baja Baja Media Alta Media

Corriente <5000A <5000A <25A <3000A <700A <100A <500A