Tiristor

El tiristor. 

Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones PN con la disposición PNPN. Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. El instante de conmutación (paso de corte a conducción), puede ser controlado con toda precisión actuando sobre el terminal de puerta, por lo que es posible gobernar a voluntad el paso de intensidades por el elemento, lo que hace que el tiristor sea un componente idóneo en electrónica de potencia, ya que es un conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez como se comprobará con posterioridad.

Es un elemento unidireccional y sólo conduce corriente en el sentido ánodo – cátodo, siempre y cuando el elemento esté polarizado en sentido directo (tensión ánodo – cátodo positiva) y se haya aplicando una señal en la puerta. Para el caso de que la polarización sea inversa, el elemento estará siempre bloqueado.

Activación del Tiristor.

• Termica: Si la temperatura de un tiristor es alta habrá un aumento en el número de pares electrón-hueco, lo que aumentará las corrientes de fuga. Este aumento en las corrientes hará que      1 y     2  aumenten. Debido a la acción regenerativa (   1+   2) puede tender a la unidad y el tiristor pudiera activarse. Este tipo de activación puede causar una fuga térmica que por lo general se evita.

• Luz: Si se permite que la luz llegue a las uniones de un tiristor, aumentaran los pares electrón-hueco pudiéndose activar el  tiristor. La activación de tiristores por luz se logra permitiendo que esta llegue a los discos de silicio.

• Alto Voltaje: Si el voltaje directo ánodo  a cátodo es mayor que el voltaje de ruptura directo VBO, fluirá una corriente de fuga suficiente para iniciar una activación regenerativa. Este tipo de activación puede resultar destructiva por lo que se debe evitar. dv/dt.     Si la velocidad de elevación del voltaje ánodo-cátodo es alta, la corriente de carga de las uniones capacitava puede ser suficiente para activar el tiristor. Un valor alto de corriente de carga puede dañar el tiristor por lo que el dispositivo debe protegerse contra dv/dt alto. Los fabricantes especifican el dv/dt máximo permisible de los tiristores.

• Corriente de Compuerta: Si un tiristor está polarizado en directa, la inyección de una corriente de compuerta al aplicar un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las terminales del cátodo activará al tiristor. Conforme aumenta la corriente de compuerta, se reduce el voltaje de bloqueo directo.

Funcionamiento.

En este apartado se estudian las diferentes situaciones que se pueden presentar dependiendo de la señal de puerta y de la polaridad de la tensión aplicada entre ánodo y cátodo.

Estructura.