Tiristores

El nombre de Tiristor proviene de la palabra griega “

puerta”. El tiristor engloba una familia de dispositivos semiconductores que trabajan en

conmutación, teniendo en común una estructura de cuatro capas semiconductoras en una

secuencia P-N-P-N, la cual presenta un funcionamiento biestable (dos estados estables).

La conmutación desde el estado de bloqueo (“OFF”) al estado de conducción (“ON”)

se realiza normalmente por una señal de control externa. La conmutación desde el estado

“ON” al estado “OFF” se produce cuando la corriente por el tiristor es más pequeña que un

determinado valor, denominada corriente de mantenimiento, (“holding current”), específica

para cada tiristor.

Dentro de la familia de los tiristores podemos destacar los SCRs (tiristores

unidireccionales) y TRIACs (tiristores bidireccionales).

SCR (Rectificador Controlado de Silicio)

De las siglas en inglés “Silicon Controlled Rectifier”, es el miembro más conocido de

la familia de los tiristores. En general y por abuso del lenguaje es más frecuente hablar de

tiristor que de SCR.

El SCR es uno de los dispositivos más antiguos que se conocen dentro de la

Electrónica de Potencia (data de finales de los años 50). Además, continua siendo el

dispositivo que tiene mayor capacidad para controlar potencia (es el dispositivo que permite

soportar mayores tensiones inversas entre sus terminales y mayor circulación de corriente).

El SCR está formado por cuatro capas semiconductoras, alternadamente P-N-P-N,  teniendo 3 terminales: ánodo (A) y cátodo (K), por los cuales circula la corriente principal, ypuerta (G) que, cuando se le inyecta una corriente, hace que se establezca una corriente en

la

sentido ánodo-cátodo. La figura 2.4 ilustra una estructura simplificada del dispositivo.

Si entre ánodo y cátodo tenemos una tensión positiva, las uniones J1 y J3 estarán

directamente polarizadas, en cuanto que la unión J2 estará inversamente polarizada. No habrá

conducción de corriente hasta que la tensión V

ruptura de la barrera de potencial en J2.

Si hay una tensión V

negativos yendo del cátodo hacia la puerta. Por la propia construcción, la capa P donde se

conecta la puerta es suficientemente estrecha para que parte de los electrones que atraviesen

J3 tengan energía cinética suficiente para vencer la barrera de potencial existente en J2, siendo

entonces atraídos por el ánodo.

De esta forma, en la unión inversamente polarizada, la diferencia de potencial

disminuye y se establece una corriente entre ánodo y cátodo, que podrá persistir aún sin la

corriente de puerta.AK aumente hasta un valor que provoque laGK positiva, circulará una corriente a través de J3, con portadores

Cuando la tensión V

cuanto que J2 quedará directamente polarizada. Teniendo en cuenta que la unión J3 está entre

dos regiones altamente dopadas, no es capaz de bloquear tensiones elevadas, de modo que  cabe a la unión J1 mantener el estado de bloqueo del componente.
AK es negativa, J1 y J3 quedarán inversamente polarizadas, enηθνρα”, que significa “una