TIRISTORES ROGÉRIO WEYMAR

Transcrição

1 TIRISTORES

2 CONTEÚDO SEMICONDUTORES - REVISÃO TIRISTORES SCR SCR - CARACTERÍSTICAS APLICAÇÕES

3 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.

4 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.

5 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 de átomos do material semicondutor. Damos a este processo o nome de DOPAGEM.

6 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.

7 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.

8 TRANSISTOR O transístor foi descoberto em 23 de dezembro de 1947 pelas mãos de John Vardeen, William Shockley e Walter Brattain, na Bell Labs.

9 Bipolar Junction Transistor (BJT)

10 TIRISTORES Tiristor é um nome genérico atribuído a uma série de componentes semicondutores. A esta série pertencem: DIAC TRIAC SCR Família dos Tiristores UJT GTO

11 TIRISTORES simbologia

12 SCR Retificador Controlado de Silício

13 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

14 SCR ANALOGIA COM 2 TRANSISTORES

15 TESTE - SCR

16 REGIÕES DE OPERAÇÃO Bloqueio Reverso: 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 Bloqueio Direto 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 ). Condução 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).

17 SCR CARACTERÍSTICAS I-V

18 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 )

19 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 COMUTAÇÃO NATURAL Corrente de Anodo menor que IH 2 POLARIZAÇÃO REVERSA Aplicar tensão inversa entre Anodo e Katodo 3 PULSO DE CORRENTE GTO

20 SCR Característica de Porta 1 Zona de disparo provável 2 Zona de disparo seguro VGmáx 3 pulsos pulso CA 3 - Hipérboles de máxima potência pulso CC 1 IGmáx

21 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

22 SCR CARACTERÍSTICAS COMERCIAIS

23 SCR - DATASHEET

24 SCR - DATASHEET

25 SCR - DATASHEET

26 SCR - DATASHEET

27 Diagram

28 ALARME DE VIBRAÇÃO Diagram

29 ACIONAMENTO POR LUZ Diagram

30 ACIONAMENTO POR SOMBRA Diagram

31 CARREGADOR BATERIA Diagram

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