TIRISTORES
ROGÉRIO WEYMAR
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CONTEÚDO
SEMICONDUTORES - REVISÃO
TIRISTORES
SCR
SCR - CARACTERÍSTICAS
APLICAÇÕES
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SEMICONDUTORES
Os semicondutores têm tido um impacto incrível em nossa sociedade.
Eles são encontrados nos chips de microprocessadores e em
transistores. Tudo que é computadorizado ou que utiliza ondas de rádio
depende de semicondutores.
Atualmente, a maioria dos chips semicondutores e transistores é
produzida com silício. Você já deve ter ouvido expressões como "Vale do
Silício" e "economia do silício", exatamente por isso o silício é o coração
de qualquer aparelho eletrônico.
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Estrutura cristalina dos semicondutores
O carbono, o silício e o germânio (que assim como o
silício, também é um semicondutor) possuem uma
propriedade única em sua estrutura de elétrons, cada
um possui quatro elétrons em sua órbita mais
externa. Isso permite que eles formem bons cristais.
Os quatro elétrons formam ligações covalentes perfeitas
com quatro átomos vizinhos.
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PROCESSO DE DOPAGEM
Há diversas maneiras de se provocar o aparecimento de elétrons e lacunas livres
no interior de um cristal semicondutor. Uma delas é através da energia térmica
(ou calor. Outra maneira, consiste em fazer com que um feixe de luz incida
sobre o material semicondutor, baseando-se este fenômeno no princípio de
funcionamento dos DISPOSITIVOS FOTOSSENSÍVEIS. Na prática, contudo,
necessitamos de um cristal semicondutor em que o número de elétrons livres
seja bem superior ao número de lacunas, ou de um cristal onde o número de
lacunas seja bem superior ao número de elétrons livres. Isto e conseguido
tomando-se um cristal semicondutor puro (intrínseco) e adicionando-se a ele,
por meio de técnicas especiais, uma determinada quantidade de outros tipos de
átomos, aos quais chamamos de impurezas. Tais impurezas, propositadamente
adicionadas ao cristal, têm uma concentração de cerca de um átomo para cada
1.000.000 de átomos do material semicondutor. Damos a este processo o nome
de DOPAGEM.
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Diodo Semicondutor
O diodo é o dispositivo semicondutor mais simples
possível. Um diodo permite que a corrente flua em uma
direção, mas não na outra. Quando você coloca juntos o
silício tipo N e tipo P, obtém um fenômeno bem
interessante, que dá ao diodo suas propriedades únicas.
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Gráfico - Diodo Semicondutor
Se polarizado inversamente, um diodo ideal bloquearia toda a corrente. Um diodo
real deixa passar 10 microampéres, o que não é muito, mas ainda assim não é
perfeito. Se você aplicar suficiente tensão (V) invertida suficiente, a junção se
quebra e deixa a corrente passar. Geralmente, a tensão de quebra é muito maior do
que o circuito jamais receberá, então é irrelevante.
Quando polarizado diretamente, uma pequena quantidade de tensão é necessária
para fazer o diodo funcionar.
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TRANSISTOR
O transístor foi descoberto em 23 de
dezembro de 1947 pelas mãos de John
Vardeen, William Shockley e Walter
Brattain, na Bell Labs.
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Bipolar Junction Transistor (BJT)
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TIRISTORES
Tiristor é um nome genérico atribuído a uma série de componentes
semicondutores. A esta série pertencem:
DIAC
TRIAC
Família dos
Tiristores
SCR
UJT
GTO
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TIRISTORES simbologia
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SCR – Retificador Controlado de Silício
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SCR – Retificador Controlado de Silício
Criado em 1957, marcou o início de uma
nova era de controle eletrônico.
Dispositivo de 4 camadas PNPN e 3
terminais.
Permite controlar o instante que o diodo
começa a conduzir
P- ANODO
N- BLOQUEIO
P- COMANDO
N- CATODO
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SCR – ANALOGIA COM 2 TRANSISTORES
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TESTE - SCR
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REGIÕES DE OPERAÇÃO
Bloqueio Reverso:
Bloqueio Direto
Condução
O anodo é negativo
em relação ao catodo,
nessas condições o
SCR se comporta
exatamente como um
diodo comum. Se a
tensão reversa
aumentar além da da
tensão de breakdown
(UBK ), o SCR será
destruído pelo efeito
avalanche
O anodo é positivo em
relação ao catodo,
mas a tensão não é
suficiente para
disparar o SCR. Para
disparar o SCR com o
gate aberto (IG = 0 ) é
necessário que a
tensão de anodo atinja
um valor chamado de
tensão de breakover
(VBO ).
Quando a tensão de
anodo atingir o valor
VBO, o SCR dispara,
isto é, a corrente de
anodo passa
bruscamente de zero
para um valor
determinado pela
resistência em série
com o SCR. A tensão
no SCR cai para um
valor baixo (0,5V a 2V).
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SCR – CARACTERÍSTICAS I-V
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SCR - MÉTODOS DE DISPARO
DISPARO POR PULSO DE GATILHO
Forma usual de disparo
DISPARO POR SOBRETENSÃO
Tensão de “breakover”
DISPARO POR DV/DT
Variação da tensão
DISPARO POR TEMPERATURA
Aumento considerável da temperatura
DISPARO POR LUZ
LASCR ( Light activated SCR )
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SCR – Métodos de Comutação
Comutar um SCR, significa levá-lo ao estado de bloqueio.
A comutação se completa quando cessa a condução no
sentido direto.
1
2
3
COMUTAÇÃO
NATURAL
POLARIZAÇÃO
REVERSA
PULSO DE
CORRENTE
Corrente de
Anodo menor
que IH
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Aplicar
tensão
inversa
entre Anodo
e Katodo
GTO
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SCR – Característica de Porta
1 – Zona de disparo
provável
2 – Zona de disparo
seguro
VGmáx
3 - Hipérboles de máxima
potência
pulsos
3
pulso CA
pulso CC
1
IGmáx
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SCR – ESPECIFICAÇÕES
VDRM – MÁXIMA TENSÃO REPETITIVA DE BLOQUEIO – SENTIDO DIRETO
VDSM – PICO NÃO REPETITIVO DA TENSÃO NO SENTIDO DIRETO ( TRANSITÓRIO)
VBO – MÍNIMO VALOR DE TENSÃO DE DISPARO
VRRM – MÁXIMO INSTANTÂNEO DA TENSÃO REVERSA
VRSM – PICO NÃO REPETITIVO DA TENSÃO REVERSA ( TRANSITÓRIO )
IT(RMS) – VALOR EFICAZ DA CORRENTE DE CONDUÇÃO
IT(AV) – VALOR MÉDIO DA CORRENTE DE CONDUÇÃO
IH – CORRENTE DE MANUTENÇÃO
IL- CORRENTE DE PARTIDA
IDRM – CORRENTE DE BLOQUEIO NO SENTIDO DIRETO
IRRM – CORRENTE DE BLOQUEIO NO SENTIDO REVERSO
IGT – CORRENTE DE GATILHO COM DISPARO
VGT – TENSÃO DE GATILHO COM DISPARO
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SCR – CARACTERÍSTICAS COMERCIAIS
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SCR - DATASHEET
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SCR - DATASHEET
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SCR - DATASHEET
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SCR - DATASHEET
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Diagram
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Diagram
ALARME DE VIBRAÇÃO
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Diagram
ACIONAMENTO POR LUZ
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Diagram
ACIONAMENTO POR SOMBRA
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Diagram
CARREGADOR BATERIA
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