Tecnologia de Dispositivos de Potencia 2014

8/17/2019 Tecnologia de Dispositivos de Potencia 2014

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Electronica Industrial - 2014 1

TECNOLOGIA DE DISPOSITIVOS

DE POTENCIA

10o. SEMESTRE / 2014


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3. TECNOLOGIA DE DISPOSITIVOS DEPOTENCIA

3.1 Clasificació !" los !is#osi$i%os !" #o$"cia3.2 Mo!os !" o#"&ació !" los !is#osi$i%os !"#o$"cia3.3 Dis#osi$i%os o co$&ola!os

3.4 El !io!o !" #o$"cia3.' Dis#osi$i%os s"(ico$&ola!os3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *MOS+ET, IG-T, GTO,"$c.3. Ca&ac$"&s$icas !" co!cció3. Ca&ac$"&s$icas !" co($ació3. A#licació !" los !is#osi$i%os !" #o$"cia "co%"&sió !" ""&a "l5c$&ica3.10 M5$o!os !" co$&ol


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3. TECNOLOGIA DE DISPOSITIVOS DEPOTENCIA

-i6lio&afa7[1] James T. Humphries - Leslie P. Shetts. Electrónica Industrial -Dispositios! E"uipos # Sistemas para Procesos #$omunicaciones Industriales! 1%%&829 :a("s T. ;(#s A&"@. S"so&"s @ Aco!icioa!o&"s !" S"al,E!i$. Ma&co(6o, 4$a. E!ició['] (amón Pall)s *ren#. *d"uisición # distri+ución de se,alesEdit. arcom+o8'9 Ti(o$


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TECNOLOGIA DE DISPOSITIVOS DEPOTENCIA

Dis"o !" ci&ci$os co s"(ico!c$o&"s !"#o$"ciaI$&o!cció La "$a#a !" sali!a " sis$"(a !" !is$&i6ció !"

s"al"s #"&(i$" o6$""& s"al"s aalóicas a #a&$i&!"l có!io !" sali!a ?" !a "l #&oc"sa!o&, o 6i"&"$""& las s"al"s !ii$al"s a #&"s"$a&, $&as(i$i& o#a&a ac$i%a& ac$a!o&.

Es a "$a#a ?" aco!icioa los i%"l"s !" $"sió@ co&&i"$", @ la #o$"cia.


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3.1 Clasificació !" los !is#osi$i%os !" #o$"cia

NO CONTROLADOSDIODOS

SEMICONTROLADOSTIRISTORES

CONTROLADOSTRANSISTORES -IPOLARESMOS+ETIG-TGTOETC...


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As#"c$o fsico !" los !is#osi$i%os !" #o$"cia


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3.2 Mo!os !" o#"&ació !" los !is#osi$i%os !"#o$"ciaCircuitos de potencia lineales y conmutados

a) Modelo de un regulador lineal

b) Modelo de un regulador conmutado

c) ensi!n obtenida en una carga resisti"a

pera como interruptor


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Electronica Industrial - 2014 #

3.2 Mo!os !" o#"&ació !" los !is#osi$i%os !"#o$"cia *co$.

Ci&ci$os !" #o$"cia li"al"s @ co($a!osR"la!o&"s li"al"s7 la &"lació "$&" la "$&a!a !"co$&ol @ la sali!a "s li"al

-ao &"!i(i"$oP&o#o&cioa a la ca&a a $"sió co$ia

li(#ia !" a&(óicosS" "(#l"a #a&a (@ 6aa #o$"cia

R"la!o&"s co($a!os7 los co($a!o&"s !"#o$"cia co"c$a la f"$" !" ali("$ació a la ca&a

s" "s$a6l"Fca las s"al"s !" co$&ol.Ma@o& "fici"ciaT5cicas "(#l"a!as7 PM @ P+MLa $"sió !" sali!a co$i"" a&(óicos

/*$0P - (EP*S


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Electronica Industrial - 2014 $


%os interesa conocer&

a) Caracter'sticas de conducci!n& resistencia o ca'da de

tensi!nb) Caracter'sticas de con(utaci!n& rapide con la cual es

capa de con(utar un dispositi"o

c) M*todo de control& tensi!n o corriente


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.2 A(#lifica!o&"s " i$"&&#$o&"s !" #o$"ciaI$"&&#$o&"s El"c$&óicos S"(ico!c$o&"s

a S(6olo 6 Ca&ac$"&s$ica i!"al c Ca&ac$"&s$ica &"al

/*$0P - (EP*S


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Especi+icaciones , "alores ue de+inen un co(ponenteensi!n In"ersa& ensi!n ue debe poder blouear sin

da.arse

Tensión máxima en continua

Tensión de pico repetitivo VRRM /Mai(u(epetiti"e ea e"erse oltage)&

Tensión de pico no repetitivo VRSM /Mai(u( %on

epetiti"e ea e"erse oltage)

ensi!n irecta& Ca'da de tensi!n en conducci!n

& orard oltage8 a(bi*n aparece co(o 9 CE sat


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Especi+icaciones , "alores ue de+inen un co(ponenteCorriente irecta

Corriente media máxima

I /:"g) & :"erage orard Current

Corriente eficaz máximaI /M;) & Mai(u( M; Current

Corriente de pico repetitivo

IM & Mai(u( epetiti"e ea orard Current

Corriente de pico no repetitivoI;M & Mai(u( %on epetiti"e ea orard

Current


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3.3 Dis#osi$i%os o co$&ola!osDIDS

Ca&ac$"&s$ica "s$>$ica !"l !io!o

2 $2T(L*DS


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3.3 Dis#osi$i%os o co$&ola!os *co$.DIDS

Ti#os !" "ca#sla!os

2 $2T(L*DS


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Ca&ac$"&s$ica "s$>$ica !"l !io!oMo!"lo " "s$a!o !" co!cció

2 $2T(L*DS


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Ca&ac$"&s$ica !i>(ica !"l !io!o7 $i"(#o !"&"c#"&ació i%"&sa $&&Ifl"cia !"l $&& " laco($acióSi "l $i"(#o ?" $a&!a "l

!io!o " co($a& o "s!"s#&"cia6l"7

H S" li(i$a la f&"c"cia !"fcioa(i"$o ⇒ o s"#"!" co($a&


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Los !io!os !" #o$"cia so !" $&"s $i#os7 !" #&o#ósi$o ""&al o !" a#licació ""&al,

#i!a, $&&0.1=0.'s, &"F +"&>!"F, Vi&ilio GoF>l"F @ PoFo

2 $2T(L*DS


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Electronica Industrial - 2014 1#

3.' Dis#osi$i%os s"(ico$&ola!osSCR, *&"c$ifica!o& co$&ola!o !" silicio, Sillico co$&oll"! &"c$ifi"&

S(6olo, "s$&c$&a 6>sica, ca&ac$"&s$ica "s$>$ica co&&i"$"=$"sió

Es !is#osi$i%o s"(ico$&ola!o #o& co&&i"$" !" #"&$a. P"&(i$"co$&ola& "l "c"!i!o #"&o "l a#aa!o !"6" #&o!ci&lo "l ci&ci$o"$"&o

SEI $2T(L*DSSEI $2T(L*DS


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Electronica Industrial - 2014 1$

3.' Dis#osi$i%os s"(ico$&ola!os *co$.SCR, *&"c$ifica!o& co$&ola!o !" silicio, Sillico co$&oll"! &"c$ifi"&

Ti"" !os "s$a!os "s$a6l"s !" fcioa(i"$o7 o!o=c>$o!o $o!o !" !is#a&o, VGT, &ao !" 1=3V

$o!o, IAK corriente de mantenimiento IH



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I;



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$ar5a resistia



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$ar5a inductia



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3.' Dis#osi$i%os s"(ico$&ola!os *co$.TRIAC

A !if"&"cia !"l SCR, "l TRIAC #"!" co!ci& " a(6os s"$i!os El TRIAC s" !is#a&a co $"sio"s !" #"&$a !" #ola&i!a! #osi$i%ao "a$i%a *!is#a&o " ca$&o ca!&a$"s Los $"&(ial"s #&ici#al"s s" lla(a terminal principal 1 @ teminal

principal 2

El $"&(ial !" #"&$a (a$i"" "l (is(o o(6&" ?" SCR


S $ S


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C&%a ca&ac$"&s$icas $"sió=co&&i"$" !"l $&iac


SEI $2T(L*DS


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$uadrantes de disparo del T(I*$


SEI $2T(L*DS


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TRIAC " ci&ci$o !" CA *a Ci&ci$o *6 Alo !" !is#a&o&a!" *c Alo !" !is#a&o #"?"o



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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!osT&asis$o&"s 6i#ola&"s *-PT @ Da&li$o S" "(#l"a $a$o " a#licacio"s li"al"s co(o " co($ació So m)s lentos "ue los S6ET @ ssc"#$i6l"s al f"ó("o !"la s"!a &#$&a La aacia !" co&&i"$" DC h

6E de los Tr. +ipolares de potencia

es pe"ue,a


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.T&asis$o&"s 6i#ola&"s *-PT @ Da&li$o

Es$&c$&a @ ca&ac$"&s$ica $"sió=co&&i"$"

oa !" sa$&ació

J +REE ;EEL DIODE / DIODO DE LI-RE TRANSITO / !io!o&"!a=li6&"


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El"cció !"l -PT Cosi!"&a& las sii"$"s "s#"cificacio"s (>i(as7 Co&&i"$" !" col"c$o& Ic T"sió col"c$o&="(iso& VCE V"losi!a! !" co($ació

Los !"(>s l(i$"s !" $"sió, co&&i"$" @ #o$"cia.


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.T&asis$o&"s 6i#ola&"s *-PT 7289::

Especi;icaciones m)


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.T&asis$o&"s 6i#ola&"s *-PT 7289:: >anancia de corriente cont?nua h

6E


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.T&asis$o&"s 6i#ola&"s *-PT 7289::Disi#ació !" #o$"cia *A&"a !" o#"&ació s"&a

Dicipación de potencia! reducción de potencia

11:@ ATcB7:º$

Temperatura de c)psula


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.T&asis$o&"s 6i#ola&"s *-PT 7289::Disi#ació !" #o$"cia *A&"a !" o#"&ació s"&a


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*ctiador para los /PT

I- Q1,' %"c"s a 2 %"c"s la co&&i"$" IC/


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El"cció !"l -PT *CONT.E sis$"(a !o!" s" &"?i"&" o6"&a& a !"$"&(ia!a ca&a!"s!" #i !" sali!a !" ci&ci$o i$"&a!o, o cal?i"& o$&o!is#osi$i%o, ica#aF !" s(iis$&a& la co&&i"$" "c"sa&ia #a&a ca&a,los #a&>("$&os ?" $""(os ?" $""& " c"$a #a&a "l"i& $&asis$o& i$"&&#$o& so los sii"$"s7


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El"cció !"l -PT *CONT.I$"si!a! (>i(a ?" #"!" ci&cla& #o& la ca&a. Es$" %alo& !"6"s"& ("o& ?" la Ic (>i(a !"l $&asis$o& a s"& s"l"ccioa!o.T"sió !" fcioa(i"$o !" la ca&a, !"6" s"& ("o& ?" la(>i(a V

CE

I$"si!a! (>i(a ?" #"!" s(iis$&a& "l ci&ci$o !" co$&ol, !"6"s"& (a@o& ?" la co&&i"$" IC/<

+E !"l $&asis$o& a s"& s"l"ccioa!o

Ti#o !" ca&a. $""& " c"$a si la ca&a "s i!c$i%a *6o6ia @ "caso afi&(a$i%o coloca& !io!o #a&a #&o$""& al $&asis$o& os"l"ccioa& $&asis$o& co !io!o #&o$"c$o&. Ta(6i5 cosi!"&a& "l

$i"(#o !" co($ació.


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E:EMPLO DE APLICACIONJ E$&a!a !" co$&ol7 )V (#a&a7 )V, 300(A=


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A7:º$ # IcB899m* -> h6E>199

i i i l ! *


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A7:º$ # IcB899m* -> CCE


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3 ) Di i$i $ l ! *CONT


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.MOS+ET

Es$&c$&a @ ca&ac$"&s$ica $"sió=co&&i"$"

ona resistia

u óhmica

ONA DE ESTRANGLACIN OSATRACIN DEL CANAL ODE CORRIENTE CONSTANTE

Se controla aplicando

una tensión entre la

puerta # la ;uenteaplicando C>SF

3 ) Di i$i $ l ! *CONT


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El MOS+ET !" enri"uecimiento # canal n "s


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Ac$i%a!o& #a&a los MOS+ET T""& " c"$a la ca#aci!a! !" "$&a!a C

iss @ al$a i(#"!acia !"

"$&a!a


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Disparo del S6ET

T"sió (6&al *VGS$s al$a#osi6l" *VGSU10 V7 ca$o (>s al$a "s la$"sió !" #"&$a, ("o& "s la RDS*o

3 ) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.MOS+ET *Ca&ac$. !i>(icas



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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.MOS+ET *Ca&ac$. !i>(icas

Eis$" !io!o #a&>si$o"$&" !&"a!o& @ f"$" ?"#"!" co!ci& ca!o "lMOS+ET "s$> " "s$a!o !"6lo?"o.

S co!cció o "sacos"a6l" #o&?" "s !io!o l"$o @ a("$acosi!"&a6l"("$" las#5&!i!as.

No #"!" s"& $iliFa!o co(o!io!o %ola$"*+&""


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.GTO Ga$" T& T


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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.GTO Ga$" T& Ti(a !" co($ació a#lica!a o s#"&a os2B;F S" a#lica " sis$"(as !" al$a #o$"cia, W100B



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3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.IG-T Isla$"! Ga$" -i#ola& T&asis$o&

Ci&ci$o "?i%al"$" @ s(6olos

Dio!o i!"#"!i"$"



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Isla$"! Ga$" -i#ola& T&asis$o&, T&asis$o& 6i#ola& !" co(#"&$aaisla!a. Co(6ia la al$a i(#"!acia !" "$&a!a @ al$a %"loci!a! !"co($ació !" MOS+ET co la 6aa ca!a !" $"sió "co!cció #&o#ia !" $&asis$o& 6i#ola& !" al$a #o$"cia. To$al("$" Co$&ola!o #o& $"sió !" #"&$a M"o& ca#aci!a! !" "$&a!a ?" "l MOS+ET



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Ca&ac$"&s$ica "s$>$ica !"l IG-T, %=i @ %=i i!"al

3.) Dis#osi$i%os co$&ola!os *CONT.


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Ca&ac$"&s$ica "s$>$ica !"l IG-T

S" co$&ola co$"sió !"#"&$a co(o MOS+ET



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Co(#a&ació !" s"(ico!c$o&"s co ca#aci!a! !"

co&$"

Posició !" i$"&&#$o& !" #o$"cia/*$0P - (EP*S


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os c ó !" $" #$o !" #o$" c a

Di%"&sas 6icacio"s !" los i$"&&#$o&"s !" #o$"cia &"s#"c$o a laca&a @ a las l"as !" ali("$ació7D" ac"&!o a la s"al !" co$&ol co(%i"" "(#l"a&7a Posició la!o 6ao =W !is#osi$i%o ?" s s"al !" co$&ol "s$>&"fi"&i!o al $"&(ial !" $i"&&a *$"&(ial 6ao !" la ali("$ació7

J T&asis$o& 6i#ola& npnJ MOS+ET !" caal n

6 Posició la!o al$o =W !is#osi$i%o ?" s s"al !" co$&ol "s$> co&"s#"c$o al $"&(ial al$o !" la ali("$ació7

J T&asis$o& 6i#ola& pnpJ MOS+ET !" caal p



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# #

Las #osicio"s !" i$"&&#$o& !" #o$"cia

a La!o 6ao

6 La!o al$o



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# #Cofi&ació " s"(i#"$" @ #"$" ;

Las !os cofi&acio"s, " s"(i#"$" @ #"$" ;, #"&(i$" co$&ola& "l s"$i!o !" co&&i"$"

?" fl@" a$&a%5s !" la ca&a.

J +"$" !" ali("$ació 6i#ola& Q s"(i#"$" o ("!ia ;

J +"$" !" ali("$ació i#ola& Q #"$" ;

O6s.7 E%i$a& la co!cció si(l$>"a " los !os i$"&&#$o&"s ?" co&$oci&ci$aa la f"$" !" ali("$ació.



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# #Cofi&ació " s"(i#"$" @ #"$" ;

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