Chaves de potência

Páginas: 12 (2775 palavras) Publicado: 21 de maio de 2012
INSTITURO FEDERAL FLUMINENSE
Campus Macaé
Curso: Eletrônica



Chaves de potência
















Data: 16/05/2012



Desenvolvimento
Chaves semicondutoras de potência

As chaves semicondutoras de potência são os elementos mais importantes em circuitos de eletrônica de potência. Os principais tipos de dispositivos semicondutores usados como chaves em circuitos deeletrônica de potência são: Diodos; Transistores bipolares de junção (BJTs); Transistores de efeito de campo metal-óxido-semicondutor (MOSFETs); Transistores bipolares de porta isolada (IGBTs); Retificadores controlados de silício (SCRs); Triacs.

1- Diodos de potência
O material ativo mais comum para a construção do diodo é o silício, um material semicondutor, ou seja, classificado entre oisolante e o condutor, cuja resistência decresce como aumento da temperatura. O silício é um elemento do grupo IV da tabela periódica e tem quatro elétrons na última órbita em sua estrutura atômica. Se a ele for acrescido um elemento pentavalente, com cinco elétrons na última órbita,haverá um elétron livre na estrutura do cristal. O elétron livre possibilita um grande aumento na condução e, como oelétron é uma carga negativa, esse material é conhecido como semicondutor tipo N.
Se ao silício for acrescentada uma impureza trivalente, um elemento com três elétrons na sua última órbita, surge um vazio ou lacuna na estrutura cristalina, que pode receber um elétron. Esse vazio pode ser considerado uma carga positiva, conhecida como lacuna, e possibilita um grande aumento na condução; esse materialdopado é conhecido como semicondutor tipo P.
O grau de dopagem (adição de impurezas) é da ordem de 107 átomos. Em semicondutores
tipo N, a maioria dos portadores de corrente é de elétrons e a minoria é de lacunas. O contrário aplica-se a semicondutor tipo P. Dependendo da dopagem, a condutividade do semicondutor tipo N ou P é aumentada muito se comparada ao silício puro.
O diodo mostradoabaixo é formado pela junção dos materiais dos tipos N e P. Desta forma, só há passagem de corrente elétrica quando for imposto um potencial maior no lado P do que no lado N. Devido a uma barreira de potencial formada nesta junção, é necessária uma d.d.p. com valor acima de 0,6V (em diodos de sinal) para que haja a condução. Em diodos de potência, esta tensão necessária gira em torno de 1 a 2V.[pic]

Principais valores nominais para os diodos

Tensão de pico inversa (PIV)
O valor nominal da tensão de pico inversa (peak inverse voltage–PIV) é a tensão inversa máxima que pode ser ligada nos terminais do diodo sem ruptura. Se for excedido a PIV nominal, o diodo começa a conduzir na direção inversa e pode ser danificado no mesmo instante. Os valores nominais da PIV são de dezenas amilhares de volts, dependendo do tipo do diodo. Os valores nominais da PIV são também chamados de tensão de pico reversa (PRV) ou tensão de ruptura (VBR).

Corrente direta média máxima
A corrente direta média máxima é a corrente máxima que um diodo pode aguentar com segurança quando estiver diretamente polarizado. Os diodos de potência estão disponíveis com valores nominais que vão desde algunspoucos a centenas de ampères.



Tempo de recuperação reverso
O tempo de recuperação reverso de um diodo é bastante significativo em aplicações de chaveamento em alta velocidade. Um diodo real não passa, em um único instante, do estado de condução para o estado de não-condução. Nesse momento, uma corrente inversa flui por breve período, e o diodo não desliga até que a corrente inversa caia azero.
O intervalo durante o qual a corrente inversa flui é denominado de tempo de recuperação reverso. Durante este período, são removidos os portadores de carga armazenados na junção quando a condução direta cessou.
Os diodos são classificados como de recuperação rápida e lenta com base nos tempos de recuperação. Esses tempos vão da faixa de microssegundos, nos diodos de junção PN, a...
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