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IFSul
TIRISTORES
ROGÉRIO WEYMAR
SCR
ROGÉRIO WEYMAR IFSul
CONTEÚDO
APLICAÇÕES
SEMICONDUTORES - REVISÃO
TIRISTORES
SCR - CARACTERÍSTICAS
ROGÉRIO WEYMAR IFSul
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 éproduzida 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.
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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.
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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 1.000.000 de átomos do material semicondutor. Damos a este processo o nome de DOPAGEM.
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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.
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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 éperfeito. 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.
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TRANSISTOR
�O transístor foi descoberto em 23 de dezembro de 1947 pelas mãos de John Vardeen, William Shockley e Walter Brattain, na Bell Labs.
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Bipolar Junction Transistor (BJT)
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TIRISTORES
SCR
DIACTRIAC
UJT
GTO
Família dos Tiristores
Tiristor é um nome genérico atribuído a uma série de compo nentessemicondutores. A esta série pertencem :
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TIRISTORES simbologia
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SCR – Retificador Controlado de Silício
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SCR – Retificador Controlado de Silício
� Criado em 1957, marcou o início de umanova era de controle eletrônico.
� Dispositivo de 4 camadas PNPN e 3 terminais.
� Permite controlar o instante que o diodocomeça a conduzir
P- ANODO
N- BLOQUEIO
P- COMANDO
N- CATODO
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SCR – ANALOGIA COM 2 TRANSISTORES
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TESTE - SCR
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REGIÕES DE OPERAÇÃO
Bloqueio Direto ConduçãoBloqueio 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 datensão de breakdown(UBK ), o SCR serádestruído pelo efeito avalanche
O anodo é positivo em relação ao catodo, mas a tensão não ésuficiente para disparar o SCR. Para disparar o SCR com o gate aberto (IG = 0 ) énecessário que a tensão de anodo atinja um valor chamado de tensão de breakover(VBO ).
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).
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SCR – CARACTERÍSTICAS I-V
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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 )
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SCR – Métodos de Comutação
1
COMUTAÇÃO NATURAL
2
POLARIZAÇÃO REVERSA
3
PULSO DE CORRENTE
Comutar um SCR, significa levá-lo ao estado de bloq ueio. A comutação se completa quando cessa a condução no
sentido direto.
Corrente de Anodo menor
que IH
Aplicartensãoinversa
entre Anodoe Katodo
GTO
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SCR – Característica de Porta
IGmáx
VGmáx
1
pulsos
pulso CA
pulso CC
1 – Zona de disparo provável
2 – Zona de disparo seguro
3 - Hipérboles de m áxima potência
3
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SCR – ESPECIFICAÇÕES
VDRM – MÁXIMA TENSÃO REPETITIVA DE BLOQUEIO – SENTIDO DIRE TO
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 ( TRANSITÓRI O )
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
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SCR – CARACTERÍSTICAS COMERCIAIS
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SCR - DATASHEET
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SCR - DATASHEET
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SCR - DATASHEET
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SCR - DATASHEET
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Diagram
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Diagram
ALARME DE VIBRAÇÃO
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Diagram
ACIONAMENTO POR LUZ
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ACIONAMENTO POR SOMBRA
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Diagram
CARREGADOR BATERIA
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ROGÉRIO [email protected]