Practica Dispositivos Semicondusctores de Potencia

7/23/2019 Practica Dispositivos Semicondusctores de Potencia

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Electrnica de Potencia Energas Renovables Unidad I. Semiconductores de Potencia

PRACTICA No. 1

DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA SCR, TRIAC,

DIAC

OBJETIVO GENERAL:

Conocer el funcionamiento y aplicacin de los elementos electrnicos ms comunes para el manejoy control de potencia elctrica.

OBJETIVOS PARTICULARES

Identificar los parmetros fundamentales de los elementos de potencia Diodos, SCR, DIAC,TRIAC, en las hojas de especificaciones del fabricante.

Llevar a cabo la prueba de los dispositivos mencionados. Comprobar la operacin de los tiristores en corriente directa y alterna.

Implementar y experimentar aplicaciones.

INTRODUCCIN

Tiristor (SCR)

Es un dispositivo electrnico que tiene dos estados de funcionamiento: conduccin y bloqueo, poseetres terminales: nodo (A), ctodo (K) y compuerta (G), la conduccin entre nodo y ctodo escontrolada por la terminal de compuerta, se dice que es un dispositivo unidireccional, debido a que elsentido de la corriente es nico. Como su nombre lo indica, el SCR es un rectificador construido conmaterial de silicio con una tercera terminal para efecto de control, se escogi el silicio debido a sus

propiedades de alta temperatura y potencia, la operacin bsica del SCR es diferente a la del diodosemiconductor de dos capas, cuenta con cuatro capas y una tercera terminal denominada compuerta,determina cuando el rectificador conmuta del estado de circuito abierto al de circuito cerrado, se debetener en cuenta que no basta con la polarizacin directa del nodo al ctodo del dispositivo, en laregin de conduccin la resistencia dinmica del SCR es tpicamente de 0.01 a 0.1 ohms, la resistencia

inversa es tpicamente de 100 K ohms o ms.

Figura 1 Smbolo del SCR


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La interpretacin directa de la curva del tiristor nos dice lo siguiente: cuando la tensin entre nodo

y ctodo es cero, la intensidad de nodo tambin lo es, hasta que no se alcance la tensin de bloqueo(VBo), el tiristor no se dispara, cuando se alcanza dicha tensin, se percibe un aumento de la

intensidad en nodo (IA), disminuye la tensin entre nodo y ctodo, comportndose as como undiodo polarizado directamente.

Figura 2 Curva caracterstica del SCR

Si se quiere dispara el tiristor antes de llegar a la tensin de bloqueo, ser necesario aumentar lacorriente de compuerta, la tensin de cebado ocurre cuando se polariza inversamente, se produce unadbil corriente inversa (corriente de fuga) hasta que alcanza el punto de tensin inversa mxima que

provoca la destruccin del componente.


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DIAC

Es un componente electrnico que est preparado para conducir en los dos sentidos de sus terminales,

por ello se le denomina bidireccional, siempre que se llegue a su tensin de cebado o de disparo, hastaque la tensin aplicada entre sus terminales supere la tensin de disparo, la intensidad que circula porel componente es muy pequea, al superar dicha tensin la corriente aumenta bruscamente.

Figura 3 Smbolo del DIAC

La aplicacin ms conocida de este componente es el de control de regular la potencia de una carga.

Figura 4 Curva caracterstica del DIAC


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TRIAC

El TRIAC es fundamentalmente un DIAC, con una terminal de compuerta para controlar las

condiciones de encendido bilateral del dispositivo en cualquier direccin, en otras palabras, paracualquier direccin, la corriente de compuerta puede controlar la accin del dispositivo en una formamuy similar a la mostrada para un SCR, sin embargo, las caractersticas del TRIAC en el primer y

tercer cuadrante son algo diferentes de las del DIAC, la corriente de sostenimiento en cada direccin,no esta presente en las caractersticas del DIAC.

Figura 5 Smbolo del TRIAC

Para cada direccin de conduccin posible hay una combinacin de capas de semiconductor cuyoestado ser controlado por la seal aplicada a la terminal de compuerta.

Figura 6 Curva caracterstica del TRIAC


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Circuito con SCR

a) Construya el circuito mostrado en la figura 7.

Figura 7

b) Alimente el circuito con la fuente de voltaje a un valor de 12 volts.

c) Cierre el interruptor S1.d) Presione pushpor 2 segundos y sultelo vea que es lo que sucede.

e) Repita la operacin pero desactive el interruptor S1 y comience desde el inciso c.

Explique lo que sucede:


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Circuito con SCR


Figura 8

PRECAUCIN:Antes de conectar a la red elctrica, favor de cerciorarse que este bien

conectado el circuito porque podra ocasionar un corto circuito y/o una lesin fsica.

b) Alimente el circuito con la fuente de voltaje a un valor de 12 volts y con la alimentacin de120 VCA/60hz.

c) Presione pushpor 5 segundos y sultelo vea que es lo que sucede.d) Repita la operacin varias veces y explique lo que sucede.



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Circuito con TRIAC


Figura 9



b) Conecte la carga en las terminales de salida ( motor o lmpara).

c) Conecte el circuito a la lnea de alimentacin de 127 VCA y cierre en interruptor S1.

d) Partiendo del mnimo valor, con la perilla vari el potencimetro R2 y con el multmetro

mida la corriente de activacin de compuerta del TRIAC y el voltaje en la salida.

e) Construya una tabla con los diferentes valores de corriente y voltaje obtenidos en el

potencimetro y en la salida.



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Circuito con SCR


Figura 10



b) Conecte el circuito a la lnea de alimentacin de 127 VCA, y cierre el interruptor S1.

c) Cubra la fotorresistencia, de tal forma que no est en contacto con la luz, y ajuste el

potencimetro R1 hasta que la lmpara se apague.

d) Descubra la fotorresistencia y verifique que la lmpara encienda, si no enciende, vari el

potencimetro hasta que la lmpara encienda, en el instante de encendido mida la corriente

de activacin de compuerta y el voltaje entre el nodo y el ctodo del SCR.

e) Realice variaciones de luz y sombra sobre l


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