- Rectificador
controlado de silicio SCR (silicon controlled
rectifier) - Funcionamiento
básico del SCR - Operación
controlada del rectificador controlado de silicio - Características
de control del SCR - Características
de la compuerta de los SCR - Aplicaciones
del SCR - Efectos
con cargas inductivas - Conclusión
- Bibliografía
Introducción
Los rectificadores controlados de silicio SCR se emplea como
dispositivo de control.
El rectificador controlado de silicio SCR, es un semiconductor
que presenta dos estados estables: en uno conduce, y en otro
está en corte (bloqueo directo, bloqueo inverso y
conducción directa).
El objetivo del
rectificador controlado de silicio SCR es retardar la entrada en
conducción del mismo, ya que como se sabe, un rectificador
controlado de silicio SCR se hace conductor no sólo cuando
la tensión en sus bornes se hace positiva (tensión
de ánodo mayor que tensión de cátodo), sino
cuando siendo esta tensión positiva, se envía un
impulso de cebado a puerta.
El parámetro principal de los rectificadores
controlados es el ángulo de retardo, a.
Como lo sugiere su nombre, el SCR es un rectificador, por lo
que pasa corriente sólo durante los semiciclos positivos
de la fuente de ca. El semiciclo positivo es el semiciclo en que
el ánodo del SCR es mas positivo que el cátodo.
Esto significa que el SCR no puede estar encendido más de
la mitad del tiempo.
Durante la otra mitad del ciclo, la polaridad de la fuente es
negativa, y esta polaridad negativa hace que el SCR tenga
polarizaci6n inversa, evitando el paso de cualquier corriente a
la carga.
Rectificador
controlado de silicio SCR (silicon controlled
rectifier)
Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres
uniones pn con la disposición pnpn Está formado por
tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta.
La conducción entre ánodo y cátodo es
controlada por el terminal de puerta. Es un elemento
unidireccional (sentido de la corriente es único),
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 al cátodo
no circulará la corriente hasta que una corriente positiva
se inyecte en la puerta. Luego el diodo se enciende y no se
apagará hasta que no se remueva la tensión en el
ánodo-cátodo, de allí el nombre rectificador
controlado.
Funcionamiento
básico del SCR
El siguiente gráfico muestra un
circuito equivalente del SCR para comprender su
funcionamiento.
Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y
colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.
IB1 es la corriente base del transistor Q1 y
causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su
vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa
más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base
de Q1.
Este proceso
regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el
encendido del SCR.
Operación
controlada del rectificador controlado de silicio
Como su nombre lo indica, el SCR es un rectificador construido
con material de silicio con una tercera terminal para efecto de
control. Se escogió el silicio debido a sus capacidades de
alta temperatura y
potencia.
La operación básica del SCR es diferente de la
del diodo semiconductor de dos capas fundamental, en que una
tercera terminal, llamada compuerta, determina cuándo el
rectificador conmuta del estado de
circuito abierto al de circuito cerrado. No es suficiente
sólo la polarización directa del ánodo al
cátodo del dispositivo. En la región de
conducción la resistencia
dinámica el SCR es típicamente de
0.01 a 0.1
La resistencia inversa es típicamente de 100 ko más. Un SCR
actúa a semejanza de un interruptor. Cuando esta encendido
(ON), hay una trayectoria de flujo de corriente de baja
resistencia del ánodo al cátodo. Actúa
entonces como un interruptor cerrado. Cuando esta apagado (OFF),
no puede haber flujo de corriente del ánodo al
cátodo. Por tanto, actúa como un interruptor
abierto. Dado que es un dispositivo de estado só1ido, la
acción
de conmutación de un SCR es muy rápida.
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