FOTOTIRISTORES

FOTOTIRISTORESEQUIPO 3HISTORIAEste elemento fue desarrollado por ingenieros de General Electric en los aos 1960. Aunque un origen ms remoto de este dispositivo lo encontramos en el SCR creado por William Shockley (premio Nobel de fsica en 1956) en 1950, el cual fue defendido y desarrollado en los laboratorios Bell en 1956. Gordon Hall lider el desarrollo en Morgan Stanley para su posterior comercializacin por parte de Frank W. "Bill" Gutzwiller, de General Electric.TIRISTORESUn tiristor es aquel componente semiconductor con dos estados estables, cuyo funcionamiento se basa en la realimentacin regenerativa de una estructura NPNP. Es uno de los tipos ms importantes de los dispositivos semiconductores de potencia.

Para muchas aplicaciones se puede suponer que los Tiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque los tiristores prcticos exhiben ciertas caractersticas y limitaciones.

Posee cuatro capas de estructura PNPN con tres uniones PN. Tiene tres terminales: nodo ctodo y compuerta.

J1J2J3FORMAS DE ACTIVAR UN TIRISTORLuz: Si un haz de luz incide en las uniones de un tiristor, hasta llegar al mismo silicio, el nmero de pares electrn-hueco aumentar pudindose activar el tiristor.Corriente de Compuerta: Para un tiristor polarizado en directa, la inyeccin de una corriente de compuerta al aplicar un voltaje positivo entre compuerta y ctodo lo activar. Si aumenta esta corriente de compuerta, disminuir el voltaje de bloqueo directo, revirtiendo en la activacin del dispositivo.Alto Voltaje: Si el voltaje directo desde el nodo hacia el ctodo es mayor que el voltaje de ruptura directo, se crear una corriente de fuga lo suficientemente grande para que se inicie la activacin con retroalimentacin. Normalmente este tipo de activacin puede daar el dispositivo, hasta el punto de destruirlo.Elevacin del voltaje nodo-ctodo: Si la velocidad en la elevacin de este voltaje es lo suficientemente alta, entonces la corriente de las uniones puede ser suficiente para activar el tiristor. Este mtodo tambin puede daar el dispositivo.Trmica: Una temperatura muy alta en el tiristor produce el aumento del nmero de pares electrn-hueco, por lo que aumentarn las corrientes de fuga, con lo cual al aumentar la diferencia entre nodo y ctodo, y gracias a la accin regenerativa, esta corriente puede llegar a ser 1, y el tiristor puede activarse. Este tipo de activacin podra comprender una fuga trmica, normalmente cuando en un diseo se establece este mtodo como mtodo de activacin, esta fuga tiende a evitarse.

CARACTERSTICAS Dispositivo de 4 capas p-n alternadas. Tiene estados estables de conduccin y bloqueo. Capaz de soportar las potencias ms elevadas. I>4000Amp V>7000Volt. Control del encendido por corriente de puerta (pulso). Frecuencias de conmutacin no superiores a 2kHz.El tiristor conduce y se mantiene conduciendo, no necesitando de ninguna seal adicional para mantener la conduccin (no es posible desactivar el tiristor, es decir, que deje de conducir con la compuerta).

FOTOTIRISTORESEl mtodo de disparo que emplea la luz, es el que nos ocupa en esta ocasin, ya que un fototiristor o LASCR (Light Activated SCR) es tambin un dispositivo semiconductor de cuatro capas que opera esencialmente como el SCR normal, solamente que es activado por medio de energa luminosa que incide sobre una de las junturas PN, cuando la luz incidente es suficientemente intensa, el LASCR se dispara y permanece en ese estado aunque desaparezca esa luz.

Se puede reducir dentro de ciertos mrgenes la sensibilidad del disparo por luz, mediante la conexin de una resistencia variable entre la compuerta y el ctodo.El LASCR es ms sensible a la luz cuando la terminal de compuerta est abierta (alta impedancia).Su ventaja es que slo se activa cuando la luz incidente, evitando de este modo impulsos de tensin espurias, o desencadenantes no deseados, permitiendo un mayor control de los circuitos elctricos. Son muy comunes en los circuitos de alta potencia.Con el aumento de temperatura en la en la unin de la luz, la energa requerida para activar un dispositivo se reduce.Comercialmente los LASCR soportan hasta 3A y 0.1W.

SIMBOLOGA Y ESTRUCTURA BSICA

GRFICASe muestra la curva caracterstica del LASCR que prcticamente es igual a la del SCR con la diferencia que el LASCR es activado con luz.

CARACTERSTICASEl voltaje de un LASCR puede llegar tan alto como 4 kV a 1500 A, con una potencia de disparo luminoso de menos de 100mW.El di/dt tpico es 250 A/ms y el dv/dt puede ser tan alto como 2000v/ms.La frecuencia de conmutacin es de hasta 2kHz.Un LASCR ofrece total aislamiento elctrico entre la fuente de disparo luminoso y el dispositivo de conmutacin de un convertidor de potencia, que flota a un potencial tan alto como unos cuantos cientos de kilovoltios.

APLICACIONESNormalmente este tipo de dispositivos se aplica en alarmas antirrobo, detectores de presencia en puertas y ascensores, circuitos de control ptico en general, controles pticos luminosos, relevadores, control de fase, control de motores, y una variedad de aplicaciones en computadoras.

ejemploEl siguiente circuito muestra lo esencial de un circuito con foto-SCR. Antes que se alcance el umbral ptico, el SCR est CORTADO y solo se fuga una pequea corriente de prdida (unos A) de nodo a ctodo, por tanto, la carga no tiene conexin a masa. Cuando la irradiancia alcanza el valor de disparo adecuado, el SCR CONDUCE 0,9 A. Como el foto-SCR no se CORTA al eliminar la luz, debe emplearse un mtodo de conmutacin. C1 es necesario para evitar que el SCR conduzca con un falso disparo si la alimentacin se aplica muy rpidamente.

REFERENCIAShttp://www.ecured.cu/index.php/Rectificador_controlado_de_silicio_fotoactivo_%28LASCR%29#Equipos_en_que_se_usahttp://www.itlalaguna.edu.mx/Academico/Carreras/electronica/opteca/OPTOPDF2_archivos/UNIDAD2TEMA5.PDFhttp://www.iuma.ulpgc.es/~roberto/asignaturas/EI/transparencias/EI_Tema_3.3.Tiristor.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tiristor#Formas_de_activar_un_tiristor