I
APELLIDOS Y NOMBRES: ROMERO VELIZ, JOSEPH
CURSO: DISPOSITIVOS ELECTRONICOS TEMA: RECTIFICADOR CONTROLADO
DE SILICIO DIAC TRIAC TRANSISTOR MONOUNION (UJT) GRUPO: SABADO
5-7PM PROFESOR: ING JUAN TISZA
El Rectificador Controlado de Silicio, o SCR (siglas en ingls),
es uno de los varios dispositivos semiconductores capaces de
reaccionar como rpidos interruptores para conmutar corrientes de
gran intensidad. El nombre que se le asigna a estos dispositivos es
de tiristores.La operacin bsica del SCR es distinta a la de la
operacin del diodo semiconductor natural de dos capas , en el hecho
de que una tercera terminal, denominada compuerta, determina el
momento en que el rectificador cambia de estado de circuito abierto
al de circuito cerrado. figura1
Si se busca establecer una conduccin directa el nodo deber ser
positivo con respecto al ctodo, adems deber aplicarse un pulso de
magnitud suficiente a la compuerta para establecer una corriente de
compuerta de encendido , representada simblicamente por IGT.
El SCR se asemeja a un diodo rectificador pero si el nodo es
positivo en relacin al ctodo no circular la corriente hasta que una
corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el diodo se
enciende y no se apagar hasta que no se remueva la tensin en el
nodo-ctodo, de all el nombre rectificador controlado.
Fig2.Circuito aproximadamente equivalente de un SCR con 2
transistores.
Este es un transistor que al funcionar se lo puede considerar
como dos transistores interconectados y de doble juntura, uno PNP y
el otro NPN.Si A es positiva en relacin a K, y G se deja sin
conectar, no circular ninguna corriente porque cada transistor
obtiene su corriente base-emisor desde la corriente del otro
colector-emisor.Entonces, nada ocurrir hasta que a uno de los
transistores se le entregue la corriente base. Si se le inyecta
corriente en la base del transistor '2', la corriente resultante en
el colector circular en la base del transistor '1'. Esto a su vez,
provoca que la corriente colectora en '1' incremente la corriente
base en '2' y as sucesivamente. Muy rpidamente los dos transistores
circulan corriente hasta la saturacin; la intensidad de la
corriente est limitada solamente por una resistencia de un circuito
externo. Si se reduce la tensin en el nodo-ctodo tambin se reduce
la intensidad de la corriente hasta llegar por debajo de un valor
crtico, y el transistor se apaga rpidamente. Si se alimenta el SCR
con una tensin inversa (nodo negativo a ctodo), ste se comporta
como un diodo comn, y no circula la corriente hasta que en una
tensin muy elevada, se destruya completamente. CONSIDERACIONESSon
varias las maneras en que se puede accionar involuntariamente el
SCR por lo que debe prestar atencin ya que pueden existir errores
en la operacin.. En la Fig.3 se ven estas causas.
Fig3. Mecanismos Falsos de Disparo
En (a) la temperatura alta aumenta la prdida de corriente en los
dos transistores del SCR. Esta es la corriente del emisor-colector
que circula cuando la corriente base tiene un valor cero; si sta es
de gran intensidad iniciar el proceso de disparo. Si se alimenta el
transistor con una tensin muy elevada, como en (b), este puede
destruirse y entonces la corriente se dispara.En la Fig. 3(c) se ve
una tensin en el nodo-ctodo que aumenta muy rpidamente. Cada
transistor tiene cierta capacidad desde el colector al emisor como
se ve en la Fig. 12. Una alimentacin rpida en el nodo-ctodo produce
corrientes de poca intensidad en estos capacitores y pueden
provocar el disparo de la corriente.
Fig.Capacitancia Parsita.En la prctica, se deben tomar
precauciones para evitar cada uno de estos mecanismos falsos de
disparo.
APLICACIONES
Los SCR pueden hacer circular corrientes menores que 1 A y hasta
1000 A o ms, por lo tanto son muy tiles para actuar como
interruptores en equipamientos elctricos pesados cuando reemplazan
a los contactotes.Las siguientes son las ventajas:No poseen partes
mviles.No producen arcos de contacto. No se producen contactos
deficientes debido a la corrosin o a la suciedad.Adems de alimentar
y cortar la corriente, los SCR se utilizan para controlar el valor
medio de una corriente de carga sin disipar grandes potencias. En
este ltimo uso pueden reemplazar a los restatos de gran tamao y
gran potencia, y a la vez, ahorrar energa elctrica. Un buen ejemplo
de esta aplicacin es el control del sistema de iluminacin en los
teatros. En la introduccin a los Dispositivos de Disparo se explica
cmo se realiza este control. Las aplicaciones de los tiristores se
extiende desde la rectificacin de corrientes alternas, en lugar de
los diodos convencionales hasta la realizacin de determinadas
conmutaciones de baja potencia en circuitos electrnicos, pasando
por los onduladores o inversores que transforman la corriente
continua en alterna.La principal ventaja que presentan frente a los
diodos cuando se les utiliza como rectificadores es que su entrada
en conduccin estar controlada por la seal de puerta. De esta forma
se podr variar la tensin continua de salida si se hace variar el
momento del disparo ya que se obtendrn diferentes ngulos de
conduccin del ciclo de la tensin o corriente alterna de entrada.
Adems el tiristor se bloquear automticamente al cambiar la
alternancia de positiva a negativa ya que en este momento empezar a
recibir tensin inversa. Por lo anteriormente sealado el SCR tiene
una gran variedad de aplicaciones, entre ellas estn las siguientes:
Controles de relevador. Circuitos de retardo de tiempo. Fuentes de
alimentacin reguladas. Interruptores estticos. Controles de
motores. Recortadores. Inversores. Ciclo conversores. Cargadores de
bateras. Circuitos de proteccin. Controles de calefaccin. Controles
de fase.
Ventajas Requiere poca corriente de gate para disparar una gran
corriente directa Puede bloquear ambas polaridades de una seal de
A.C. Bloquea altas tensiones y tiene cadas en directa pequeas
Desventajas El dispositivo no se apaga con Igt=0 No pueden
operar a altas frecuencias Pueden dispararse por ruidos de tensin
Tienen un rango limitado de operacin con respecto a la
temperatura.
Efectos con cargas inductivasCuando la carga del SCR es una
carga inductiva, (se comporta como un inductor), es importante
tomar en cuenta el tiempo que tarda la corriente en aumentar en una
bobina.El pulso que se aplica a la compuerta debe ser lo
suficientemente duradero para que la corriente de la carga iguale a
la corriente de enganche y as el tiristor se mantenga en conduccin.
En este tipo de cargas, la corriente puede, en principio, cambiar
tan sbitamente como lo haga la tensin. Pero si el circuito es
inductivo, como es el caso de losMotores elctricos, entonces la
corriente no puede sufrir cambios bruscos, pudiendo llegar atener
un retraso considerable respecto a la tensin.Si la inductancia es
alta pueden aparecer dos problemas:1). Puede ocurrir que el
tiristor no llegue ni siquiera a encenderse, si resultara que al
crecer muy lentamente la corriente en el momento de la activacin de
la compuerta, al cesar el pulso de activacin, la corriente an no
hubiera ni siquiera alcanzado el mnimo IH necesario para mantener
encendido al tiristor. La solucin a este problema consiste en hacer
que los pulsos de encendido sean ms largos.2). Si el retraso de la
corriente es muy grande, puede que cuando sta llegue a ser inferior
a la corriente de mantenimiento IH, la tensin sea ya tan grande que
el tiristor siga encendido, con lo cual, no se apaga nunca. Para
evitar este problema se monta en paralelo con la carga un diodo
para derivar por l el exceso de corriente que hace que el tiristor
no se cierre a su tiempo.Grafica de la corriente y voltajeCon carga
inductiva
El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo
semiconductor de dos conexiones. Es un diodo bidireccional
disparable que conduce la corriente slo tras haberse superado su
tensin de disparo, y mientras la corriente circulante no sea
inferior al valor caracterstico para ese dispositivo. El
comportamiento es fundamentalmente el mismo para ambas direcciones
de la corriente. La mayora de los DIAC tienen una tensin de disparo
de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar
a una lmpara de nen.Los DIAC son una clase de tiristor, y se usan
normalmente para disparar los triac, otra clase de tiristor.Es un
dispositivo semiconductor de dos terminales, llamados nodo y ctodo.
Acta como un interruptor bidireccional el cual se activa cuando el
voltaje entre sus terminales alcanza el voltaje de ruptura, dicho
voltaje puede estar entre 20 y 36 volts segn la referencia.Existen
dos tipos de DIAC: DIAC de tres capas: Es similar a un transistor
bipolar sin conexin de base y con las regiones de colector y emisor
iguales y muy dopadas. El dispositivo permanece bloqueado hasta que
se alcanza la tensin de avalancha en la unin del colector. Esto
inyecta corriente en la base que vuelve el transistor conductor,
producindose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo
simtrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el
emisor y colector sus funciones. DIAC de cuatro capas. Consiste en
dos diodos Shockley conectados en antiparalelo, lo que le da la
caracterstica bidireccional
Figura1 El DIAC Tiene dos terminales: MT1 y MT2. Ver el
diagrama.
El DIAC se comporta como dos diodos zener conectados en serie,
pero orientados en formas opuesta. La conduccin se da cuando se ha
superado el valor de tensin del zener que est conectado en sentido
opuesto.El DIAC normalmente no conduce, sino que tiene una pequea
corriente de fuga. La conduccin aparece cuando la tensin de disparo
se alcanza. Cuando la tensin de disparo se alcanza, la tensin en el
DIAC se reduce y entra en conduccin dejando pasar la corriente
necesaria para el disparo del SCR o TRIAC. Se utiliza
principalmente en aplicaciones de control de potencia mediante
control de fase.La curva caracterstica del DIAC se muestra a
continuacin
En la curva caracterstica se observa que cuando- +V o - V es
menor que la tensin de disparo, el DIAC se comporta como un
circuito abierto- +V o - V es mayor que la tensin de disparo, el
DIAC se comporta como un cortocircuitoSus principales
caractersticas son:-Tensin de disparo-Corriente de disparo- Tensin
de simetra (ver grafico anterior)-Tensin de recuperacin- Disipacin
de potencia (Los DIACs se fabrican con capacidad de disipar
potencia de 0.5 a 1 watt.)
El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que
se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga,
con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser
bloqueado por inversin de la tensin o al disminuir la corriente por
debajo del valor de mantenimiento. El triac puede ser disparado
independientemente de la polarizacin de puerta, es decir, mediante
una corriente de puerta positiva o negativa.
Cuando el triac conduce, hay una trayectoria de flujo de
corriente de muy baja resistenciade una terminal a la otra,
dependiendo la direccin de flujo de la polaridad del voltaje
externo aplicado. Cuando el voltaje es mas positivo en MT2, la
corriente fluye de MT2 a MT1 en caso contrario fluye de MT1 a MT2.
En ambos casos el triac se comporta como un interruptor cerrado.
Cuando el triac deja de conducir no puede fluir corriente entre las
terminales principales sin importar la polaridad del voltaje
externo aplicado por tanto acta como un interruptor abierto.Debe
tenerse en cuenta que si se aplica una variacin de tensin
importante al triac (dv/dt) an sin conduccin previa, el triac puede
entrar en conduccin directa. CONSTRUCCION BASICA, SIMBOLO, DIAGRAMA
EQUIVALENTE
FIG. 1 FIG. 2 La estructuracontiene seis capas como se indica en
la FIG. 1, aunque funciona siempre como un tiristor de cuatro
capas. En sentido MT2-MT1 conduce a travs de P1N1P2N2 y en sentido
MT1-MT2 a travs de P2N1P1N4. La capa N3 facilita el disparo con
intensidad de puerta negativa. La complicacin de su estructura lo
hace mas delicado que un tiristor en cuanto a di/dt y dv/dt y
capacidad para soportar sobre intensidades. Se fabrican para
intensidades de algunos amperios hasta unos 200 A eficaces y desde
400 a 1000 V de tensin de pico repetitivo. Los triac son fabricados
para funcionar a frecuencias bajas, los fabricados para trabajar a
frecuencias medias son denominados alternistores En la FIG. 2 se
muestra el smbolo esquemtico e identificacin de las terminales de
un triac, la nomenclatura nodo 2 (A2) y nodo 1 (A1) pueden ser
reemplazados por Terminal Principal 2 (MT2) y Terminal Principal 1
(MT1) respectivamente.El Triac acta como dos rectificadores
controlados de silicio (SCR) en paralelo Fig. 3 , este dispositivo
es equivalente a dos latchs
FIG. 3 CARACTERISTICA TENSION CORRIENTE
FIG. 4
La FIG. 4 describe la caracterstica tensin corriente del Triac.
Muestra la corriente a travs del Triac como una funcin de la tensin
entre los nodos MT2 y MT1.El punto VBD ( tensin de ruptura) es el
punto por el cual el dispositivo pasa de una resistencia alta a una
resistencia baja y la corriente, a travs del Triac, crece con un
pequeo cambio en la tensin entre los nodos.El Triac permanece en
estadoON hasta que la corriente disminuye por debajo de la
corriente de mantenimiento IH. Esto se realiza por medio de la
disminucin de la tensin de la fuente. Una vez que el Triac entra en
conduccin, la compuerta no controla mas la conduccin, por esta razn
se acostumbra dar un pulso de corriente corto y de esta manera se
impide la disipacin de energa sobrante en la compuerta. El mismo
proceso ocurre con respecto al tercer cuadrante, cuando la tensin
en el nodo MT2 es negativa con respecto al nodo MT1 y obtenemos la
caracterstica invertida. Por esto es un componente simtrico en
cuanto a conduccin y estado de bloqueo se refiere, pues la
caracterstica en el cuadrante I de la curva es igual a la del III
.
METODOS DE DISPAROComo hemos dicho, el Triac posee dos nodos
denominados ( MT1 y MT2) y una compuerta G.La polaridad de la
compuerta G y la polaridad del nodo 2, se miden con respecto al
nodo 1.El triac puede ser disparado en cualquiera de los dos
cuadrantes I y III mediante la aplicacin entre los terminales de
compuerta G y MT1 de un impulso positivo o negativo. Esto le da una
facilidad de empleo grande y simplifica mucho el circuito de
disparo. Veamos cules son los fenmenos internos que tienen lugar en
los cuatro modos posibles de disparo.1 El primer modo del primer
cuadrante designado por I (+), es aquel en que la tensin del nodo
MT2 y la tensin de la compuerta son positivas con respecto al nodo
MT1 y este es el modo mas comn (Intensidad de compuerta
entrante).La corriente de compuerta circula internamente hasta MT1,
en parte por la union P2N2 y en parte a travs de la zona P2. Se
produce la natural inyeccin de electrones de N2 a P2, que es
favorecida en el rea prxima a la compuerta por la caida de tensin
que produce en P2 la circulacin lateral de corriente de compuerta.
Esta cada de tensin se simboliza en la figura por signos + y -
.Parte de los electrones inyectados alcanzan por difusin la unin
P2N1 que bloquea el potencial exterior y son acelerados por ella
inicindose la conduccin.2 El Segundo modo, del tercer cuadrante, y
designado por III(-) es aquel en que la tensin del nodo MT2 y la
tensin de la compuerta son negativos con respecto al nodo MT1
(Intensidad de compuerta saliente).Se dispara por el procedimiento
de puerta remota, conduciendo las capas P2N1P1N4.La capa N3 inyecta
electrones en P2 que hacen ms conductora la unin P2N1. La tensin
positiva de T1 polariza el rea prxima de la unin P2N1 ms
positivamente que la prxima a la puerta. Esta polarizacin inyecta
huecos de P2 a N1 que alcanzan en parte la unin N1P1 y la hacen
pasar a conduccin.3 El tercer modo del cuarto cuadrante, y
designado por I(-) es aquel en que la tensin del nodo MT2 es
positiva con respecto al nodo MT1 y la tensin de disparo de la
compuerta es negativa con respecto al nodo MT1( Intensidad de
compuerta saliente).El disparo es similar al de los tiristores de
puerta de unin. Inicialmente conduce la estructura auxiliar
P1N1P2N3 y luego la principal P1N1P2N2.El disparo de la primera se
produce como en un tiristor normal actuando T1 de puerta y P de
ctodo. Toda la estructura auxiliar se pone a la tensin positiva de
T2 y polariza fuertemente la unin P2N2 que inyecta electrones hacia
el rea de potencial positivo. La unin P2N1 de la estructura
principal, que soporta la tensin exterior, es invadida por
electrones en la vecindad de la estructura auxiliar, entrando en
conduccin.4 El cuarto modo del Segundo cuadrante y designado por
III(+) es aquel en que la tensin del nodo T2 es negativa con
respecto al nodo MT1, y la tensin de disparo de la compuerta es
positiva con respecto al nodo MT1(Intensidad de compuerta
entrante).El disparo tiene lugar por el procedimiento llamado de
puerta remota. Entra en conduccin la estructura P2N1P1N4.La
inyeccin de N2 a P2 es igual a la descrita en el modo I(+). Los que
alcanzan por difusin la unin P2N1 son absorbido por su potencial de
unin, hacindose ms conductora. El potencial positivo de puerta
polariza ms positivamente el rea de unin P2N1 prxima a ella que la
prxima a T1, provocndose una inyeccin de huecos desde P2 a N1 que
alcanza en parte la unin N1P1 encargada de bloquear la tensin
exterior y se produce la entrada en conduccin.El estado I(+),
seguido de III(-) es aquel en que la corriente de compuerta
necesaria para el disparo es mnima. En el resto de los estados es
necesaria una corriente de disparo mayor. El modo III(+) es el de
disparo ms difcil y debe evitarse su empleo en lo posible. En
general, la corriente de encendido de la compuerta, dada por el
fabricante, asegura el disparo en todos los estados.
FORMAS DE ONDA DE LOS TRIACSLa relacin en el circuito entre la
fuente de voltaje, el triac y la carga se representa en la FIG.7.
La corriente promedio entregada a la carga puede variarse alterando
la cantidad de tiempo por ciclo que el triac permanece en el
estadoencendido. Si permanece una parte pequea del tiempo en el
estado encendido, el flujo de corriente promedio a travs de muchos
ciclos ser pequeo, en cambio si permanece durante una parte grande
del ciclo de tiempo encendido, la corriente promedio ser alta.
Un triac no esta limitado a 180 de conduccin por ciclo. Con un
arreglo adecuado del disparador, puede conducir durante el total de
los 360 del ciclo. Por tanto proporciona control de corriente de
onda completa, en lugar del control de media onda que se logra con
un SCR.Para ver el grfico seleccione la opcin "Descargar" del men
superior FIG.7Las formas de onda de los triacs son muy parecidas a
las formas de onda de los SCR, a excepcin de que pueden dispararse
durante el semiciclo negativo. En la FIG.8 se muestran las formas
de onda tanto para el voltaje de carga como para el voltaje del
triac ( a travs de los terminales principales) para dos condiciones
diferentes.En la FIG.8 (a), las formas de onda muestran apagado el
triac durante los primeros 30 de cada semiciclo, durante estos 30
el triac se comporta como un interruptor abierto, durante este
tiempo el voltaje completo de lnea se cae a travs de las terminales
principales del triac, sin aplicar ningn voltaje a la carga. Por
tanto no hay flujo de corriente a travs del triac y la carga.La
parte del semiciclo durante la cual existe seta situacin se llama
ngulo de retardo de disparo.Despus de transcurrido los 30 , el
triac dispara y se vuelve como un interruptor cerrado y comienza a
conducir corriente a la carga, esto lo realiza durante el resto del
semiciclo. La parte del semiciclo durante la cual el triac esta
encendido se llama ngulo de conduccin.La FIG.8 (b) muestran las
mismas formas de ondas pero con ngulo de retardo de disparo
mayor.
FIG.8CIRCUITO PRACTICO PARA DISPARO
FIG.5
En la FIG. 5 se muestra un circuito practico de disparo de un
triac utilizando un UJT. El resistor RF es un resistor variable que
se modifica a medida que las condiciones de carga cambian. El
transformador T1 es un transformador de aislamiento, y su propsito
es aislar elctricamente el circuito secundario y el primario, para
este caso asla el circuito de potencia ca del circuito de
disparo.La onda senoidal de ca del secundario de T1 es aplicada a
un rectificador en puente y la salida de este a una combinacin de
resistor y diodo zener que suministran una forma de onda de 24 v
sincronizada con la lnea de ca. Esta forma de onda es mostrada en
la FIG. 6 (a).Cuando la alimentacin de 24 v se establece, C1
comienza a cargarse hasta la Vp del UJT, el cual se dispara y crea
un pulso de corriente en el devanado primario del transformador T2.
Este se acopla al devanado secundario, y el pulso del secundario es
entregado a la compuerta del triac, encendindolo durante el resto
del semiciclo. Las formas de onda del capacitor( Vc1), corriente
del secundario de T2 ( Isec) y voltaje de carga (VLD), se muestran
en la FIG. 6 (b), (c),(d).La razn de carga de C1 es determinada por
la razn de RF a R1, que forman un divisor de voltaje, entre ellos
se dividen la fuente de cd de 24 v que alimenta al circuito de
disparo. Si RF es pequeo en relacin a R1, entonces R1 recibir una
gran parte de la fuente de 24 v , esto origina que el transistorpnp
Q1 conduzca, con una circulacin grande de corriente por el colector
pues el voltaje de R1 es aplicado al circuito de base, por lo tanto
C1 se carga con rapidez. Bajo estas condiciones el UJT se dispara
pronto y la corriente de carga promedio es alta. Por otra parte se
RF es grande en relacin a R1, entonces el voltaje a travs de R1 ser
menor que en el caso anterior, esto provoca la aparicin de un
voltaje menor a travs del circuito base-emisor de Q1 con la cual
disminuye su corriente de colector y por consiguiente la razn de
carga de C1 se reduce, por lo que le lleva mayor tiempo acumular el
Vp del UJT. Por lo tanto el UJT y el triac se disparan despus en el
semiciclo y la corriente de carga promedio es menor que antes.
FIG.6DISEO DEL CIRCUITO PRACTICOPara el circuito de la FIG. 5,
suponga las siguientes condiciones, R1 = 5 kW , Rf = 8 kW ,R2=2,5kW
, C1=0,5 m F, h = 0,58.Supngase que R1 y Rf estn en serie, , luego,
de la ecuacin ,El capacitor debe cargarse hasta el Vp del UJT, que
esta dado por,
El tiempo requerido para cargar hasta ese punto puede
encontrarse en, permite que simbolice el ngulo de retardo de
disparo. Dado que360 grados representan un periodo de un ciclo, y
el periodo de una fuente de 60 HZ es de 16.67 ms, se puede
establece la proporcin, Para un ngulo de retardo de disparo de 120
grados, el tiempo entreel cruce por cero y el disparo seta dado por
la proporcin, El punto pico del UJT es aun 14.5 V, por lo que para
retardar eldisparo durante 5.55 ms, la razn de acumulacin de
voltaje debe ser,, luegoque nos da , entonces podemos encontrar Rf,
trabajando con seta ecuacin y resolviendo Rf se obtiene, por tanto,
si la resistencia de realimentacin fuera incrementada a 25K, el
Angulode retardo de disparo se incrementa a y la corriente de carga
se reducirproporcionalmenteEJEMPLO PRACTICO DE APLICACION. DISEOEn
la FIG.9 puede verse una aplicacin prctica de gobierno de un
motorde c.a. mediante un triac (TXAL228). La seal de control (pulso
positivo) llega desde un circuito de mando exterior a la puerta
inversora de un ULN2803 que a su salida proporciona un 0 lgico por
lo que circular corriente a travs del diodo emisor perteneciente al
MOC3041 (opto acoplador). Dicho diodo emite un haz luminoso que
hace conducir al fototriac a travs de R2 tomando la tensin del nodo
del triac de potencia. Este proceso produce una tensin de puerta
suficiente para excitar al triac principal que pasa al estado de
conduccin provocando el arranque del motor. Debemos recordar que el
triac se desactiva automticamente cada vez que la corriente pasa
por cero, es decir, en cada semiciclo, por lo que es necesario
redisparar el triac en cada semionda o bien mantenerlo con la seal
de control activada durante el tiempo que consideremos oportuno.
Como podemos apreciar, entre los terminales de salida del triac se
sita una red RC cuya misin es proteger al semiconductor de
potencia, de las posibles sobrecargas que se puedan producir por
las corrientes inductivas de la carga, evitando adems cebados no
deseados.Es importante tener en cuenta que el triac debe ir montado
sobre un disipador de calor constituido a base de aletas de
aluminio de forma que el semiconductor se refrigere
adecuadamente.
FIG.9
El transistor monounin (en ingls UJT: UniJuntion Transistor) es
un tipo de tiristor que contiene dos zonas semiconductoras.Tiene
tres terminales denominados emisor (E), base uno (B1) y base dos
(B2). Est formado por una barra semiconductora tipo N, entre los
terminales B1-B2, en la que se difunde una regin tipo P+, el
emisor, en algn punto a lo largo de la barra, lo que determina el
valor del parmetro , standoff ratio, conocido como razn de
resistencias o factor intrnseco.Cuando el voltaje Veb1 sobrepasa un
valor vp de ruptura, el ujt presenta un fenmeno de modulacin de
resistencia que, al aumentar la corriente que pasa por el
dispositivo, la resistencia de esta baja y por ello, tambin baja el
voltaje en el dispositivo, esta regin se llama regin de resistencia
negativa, este es un proceso reiterativo, por lo que esta region no
es estable, lo que lo hace excelente para conmutar, para circuitos
de disparo de tiristores y en osciladores de relajacin.
Smbolo del UJT
El transistor UJT (transistor de unijuntura - Unijunction
transistor) es un dispositivo con un funcionamiento diferente al de
otros transistores. Es un dispositivo de disparo. Es un dispositivo
que consiste de una sola unin PNFsicamente el UJT consiste de una
barra de material tipo N con conexiones elctricas a sus dos
extremos (B1 y B2) y de una conexin hecha con un conductor de
aluminio (E) en alguna parte a lo largo de la barra de material N.
En el lugar de unin el aluminio crea una regin tipo P en la barra,
formando as una unin PN. Ver el siguiente grfico Como se dijo antes
este es un dispositivo de disparo. El disparo ocurre entre el
Emisor y la Base1 y el voltaje al que ocurre este disparo est dado
por la frmula: Voltaje de disparo = Vp = 0.7 + n x VB2B1 Donde:- n
= intrinsic standoff radio (dato del fabricante)- VB2B1 = Voltaje
entre las dos bases La frmula es aproximada porque el valor
establecido en 0.7 puede variar de 0.4 a 0.7 dependiendo del
dispositivo y la temperatura. Dos ejemplos sencillos 1.- Un UJT
2N4870 tiene un n = 0.63 y 24 voltios entre B2 y B1.Cul es el
voltaje de disparo aproximado?Voltaje de disparo = Vp = 0.7 + (0.63
x 24) = 15.8 Voltios 2.- Un UJT 2N4870 tiene un n = 0.68 y 12
voltios entre B2 y B1.Cul es el voltaje de disparo
aproximado?Voltaje de disparo = Vp = 0.7 + (0.68 x 12) = 8.86
Voltios. Nota:- Un dato adicional que nos da el fabricante es la
corriente necesaria que debe haber entre E y B1 para que el UJT se
dispare = Ip.- Es importante hacer notar que tambin se ha
construido el UJT donde la barra es de material tipo P (muy poco).
Se le conoce como el CUJT o UJT complementario. Este se comporta de
igual forma que el UJT pero con las polaridades de las tensiones al
revsEsta compuesto por una barra de silicio tipo N o P en cuyos
extremos se tienen los terminales Base 1 (B1) y Base 2 (B2). En un
punto de la barra ms prximo a B2 se incrusta un material de tipo P
o N dando lugar al terminal de emisor.
Smbolo de un UJT Circuito equivalente de un transistor uniunin
tipo N
Cuando se polariza el transistor la barra acta como un divisor
de tensin apareciendo una VEB1 de 0,4 a 0,8v. Al conducir el valor
de RB1 se reduce notablemente. Observa el circuito equivalente.
Observando el circuito de polarizacin de la figura se advierte
que al ir aumentando la tensin Vee la unin E-B1 se comporta como un
diodo polarizado directamente. Si la tensin Vee es cero, con un
valor determinado de Vbb, circular una corriente entre bases que
originar un potencial interno en el ctodo del diodo (Vk). Si en
este caso aumentamos la tensin Vee y se superan los 0,7v en la unin
E-B1 se produce un aumento de la corriente de emisor (IE) y una
importante disminucin de RB1, por lo tanto un aumento de VBE1. En
estas condiciones se dice que el dispositivo se ha activado,
pasando por la zona de resistencia negativa hacia la de conduccin,
alcanzando previamente la VEB1 la tensin de pico (Vp).Para
desactivar el transistor hay que reducir IE, hasta que descienda
por debajo de la intensidad de valle (Iv).De lo anterior se deduce
que la tensin de activacin Vp se alcanza antes o despus dependiendo
del menor o mayor valor que tengamos de tensin entre bases VBB.
Se utiliza en circuitos de descarga en generadores de impulso,
circuitos de bases de tiempos y circuitos de control de ngulo de
encendido de tiristores.El encapsulado de este tipo de transistores
son los mismos que los de unin.
