Podemos considerar cinco maneras distintas de hacer que el SCR entre en conducción:
a) Disparo por tensión excesiva
Cuando está polarizado directamente, en el estado de bloqueo, la tensión de
polarización se aplica sobre la unión J2 (ver figura 2.4). El aumento de la tensión VAK lleva a
una expansión de la región de transición tanto para el interior de la capa de la puerta como
para la capa N adyacente. Aún sin corriente de puerta, por efecto térmico, siempre existirán
cargas libres que penetren en la región de transición (en este caso, electrones), las cuales son
aceleradas por el campo eléctrico presente en J2. Para valores elevados de tensión (y, por
tanto, de campo eléctrico), es posible iniciar un proceso de avalancha, en el cual las cargas
aceleradas, al chocar con átomos vecinos, provoquen la expulsión de nuevos portadores que
reproducen el proceso. Tal fenómeno, desde el punto de vista del comportamiento del flujo de
cargas por la unión J2, tiene el efecto similar al de una inyección de corriente por la puerta, de
modo que, si al iniciar la circulación de corriente se alcanza el límite IL, el dispositivo se
mantendrá en conducción (ver figura 2.7).
b) Disparo por impulso de puerta
Siendo el disparo a través de la corriente de puerta la manera más usual de disparar el
SCR, es importante el conocimiento de los límites máximos y mínimos para la tensión VGK y
la corriente IG, como se muestra en la figura 2.8.
El valor VGmin indica la mínima tensión de puerta que asegura la conducción de todos
los componentes de un tipo determinado, para la mínima temperatura especificada.
El valor VGmax es la máxima tensión de puerta que asegura que ningún componente de
un tipo determinado entrará en conducción, para la máxima temperatura de operación.
La corriente IGmin es la mínima corriente necesaria para asegurar la entrada en
conducción de cualquier dispositivo de un cierto tipo, a la mínima temperatura.
El circuito de disparo puede reducirse a su equivalente Thevenin (ver figura 2.8) para
determinar la recta de carga sobre las curvas características vGK-iG. Para el ejemplo de la
figura 2.8, la recta de carga cortará los ejes en los puntos 6 V (tensión en vacío de corriente de
disparo) y 6 V / 12 Ω = 0,5 A (intensidad de cortocircuito). Para asegurar la operación
correcta del componente, la recta de carga del circuito debe asegurar que superará los límites
vGmin y iGmin, sin exceder los demás límites (tensión, corriente y potencia máxima).
c) Disparo por derivada de tensión
Si a un SCR se le aplica un escalón de tensión positivo entre ánodo y cátodo con
tiempo de subida muy corto, del orden de microsegundos, los portadores sufren un
desplazamiento infinitesimal para hacer frente a la tensión exterior aplicada.
Como se comentó para el caso de disparo por tensión excesiva, si la intensidad de
fugas alcanza el valor suficiente como para mantener el proceso regenerativo, el tiristor
entrará en conducción estable y permanecerá así una vez pasado el escalón de tensión que lo
disparó.
El valor de la derivada de tensión dv/dt depende de la tensión final y de la
temperatura, tanto menor cuanto mayores son éstas.
d) Disparo por temperatura
A altas temperaturas, la corriente de fuga en una unión P-N inversamente polarizada
aproximadamente se duplica con el aumento de 8º C. Así, el aumento de temperatura puede
llevar a una corriente a través de J2 suficiente para llevar el SCR al estado de conducción.
e) Disparo por luz
La acción combinada de la tensión ánodo-cátodo, temperatura y radiación
electromagnética de longitud de onda apropiada puede provocar también la elevación de la
corriente de fugas del dispositivo por encima del valor crítico y obligar al disparo.
Los tiristores diseñados para ser disparados por luz o tiristores fotosensibles LASCR
(“Light Activated SCR”) suelen ser de pequeña potencia y permiten un aislamiento óptico
entre el circuito de control y el circuito de potencia.
No hay comentarios:
Publicar un comentario