¿Cómo Funciona Un Tiristor / SCR?

Cuando se diseñan y utilizan circuitos de tiristores o SCR, es útil entender cómo funciona el tiristor.

Básicamente, el funcionamiento del tiristor / SCR puede explicarse en términos de un interruptor de enclavamiento. Una vez activado por una corriente en la puerta, requiere que se elimine la tensión a través del cátodo y el ánodo antes de dejar de conducir.

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    Funcionamiento del tiristor: lo básico

    En funcionamiento, el tiristor / SCR tiene tres estados en los que puede estar en cualquier momento:

    • Bloqueo inverso: En este modo o estado el tiristor bloquea la corriente de la misma manera que lo hace un diodo de polarización inversa. El tiristor / SCR sólo puede conducir en una dirección y bloquea en la dirección inversa.
    • Bloqueo hacia delante: En este modo o estado, el funcionamiento del tiristor es tal que bloquea la conducción de la corriente hacia delante que normalmente llevaría un diodo polarizado hacia delante. En este estado el tiristor / SCR no está en su estado de "encendido" ya que la puerta no se ha disparado.
    • Conducción hacia delante: En este modo, el tiristor / SCR se ha disparado en la conducción por una corriente en la puerta. Seguirá conduciendo independientemente del estado de la puerta. Sólo es necesario aplicar corriente a la puerta para disparar el tiristor / SCR, y éste seguirá conduciendo. El dispositivo dejará de conducir cuando la corriente de avance caiga por debajo de un valor umbral conocido como "corriente de mantenimiento".

    El tiristor consta de cuatro regiones semiconductoras: P N P N. La región P exterior forma el ánodo, y la región n exterior forma el cátodo, como se muestra a continuación.

    Funcionamiento del tiristor:

    Para ver cómo funciona un tiristor es útil utilizar un circuito equivalente simplificado. Este consiste en dos transistores espalda con espalda como se muestra a continuación.

    El transistor con su emisor conectado al cátodo del tiristor es un dispositivo NPN mientras que el transistor con su emisor conectado al ánodo del SCR es una variedad PNP. La puerta está conectada a la base del transistor NPN.

    Funcionamiento del tiristor

    Esta disposición forma un bucle de retroalimentación positiva dentro del tiristor. La salida de un transistor alimenta la entrada del segundo. A su vez, la salida del segundo transistor se retroalimenta a la entrada del primero.

    Como resultado, se puede observar que la ganancia de corriente total del dispositivo es superior a uno. Esto significa que cuando empieza a fluir una corriente, ésta se acumula rápidamente hasta que ambos transistores están totalmente encendidos o saturados.

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    Cuando se aplica una tensión a través de un tiristor, no fluye ninguna corriente porque ninguno de los dos transistores está conduciendo. Por lo tanto, no hay un camino completo a través del dispositivo. Si se hace pasar una pequeña corriente a través del electrodo de puerta, se "encenderá" el transistor TR2. Cuando esto ocurre hará que el colector de TR2 caiga hacia la tensión del emisor, es decir, el cátodo de todo el dispositivo.

    Cuando esto ocurre hará que la corriente fluya a través de la base de TR1 y encienda este transistor. De nuevo, este intentará llevar la tensión del colector de TR1 hacia su tensión de emisor. Esto hará que fluya corriente en el emisor de TR2, haciendo que se mantenga su estado "on".

    De este modo, sólo se necesita un pequeño impulso de disparo en la puerta para encender el tiristor. Una vez encendido, el tiristor sólo puede apagarse eliminando la tensión de alimentación.

    El funcionamiento del tiristor considerado de esta manera es relativamente sencillo de entender.

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