tiristor

Páginas: 14 (3447 palavras) Publicado: 8 de julho de 2013
Aula 3:

1 Tiristor:
O tiristor é um dispositivo semicondutor de quatro camadas, de estrutura pnpn,
com três junções pn. Ele possui três terminais denominados de: anodo, catodo e gatilho.
A Figura 15 mostra o símbolo do tiristor e a sua representação estrutural teórica.
O nome tiristor engloba uma família de dispositivos semicondutores que operam
em regime chaveado, apresentando umfuncionamento biestável.

(a)

(b)

Figura 15 – Tiristor. (a) Símbolo; (b) Estrutura teórica.

De acordo com a Figura 15 os terminais principais conectados ao circuito de
potência são, como no diodo, o anodo (A) e o catodo (K), sendo que o sinal de disparo
(controle) é aplicado num terceiro terminal denominado de gatilho (G).
A estrutura básica do tiristor e o seu perfil de dopagem sãomostradas na Figura
16.

(a)

(b)

Figura 16 – Tiristor. (a) Perfil de dopagem; (b) Estrutura simplificada.

Aula 3: Chaves Semicondutoras de Potência – O tiristor

Eletrônica Industrial

O tiristor de uso mais difundido é o SCR (Retificador Controlado de Silício),
usualmente chamado simplesmente de tiristor. Outros componentes, no entanto,
possuem basicamente a mesma estrutura: LASCR(SCR ativado por luz), também
chamado de LTT (Light Triggered Thyristor), TRIAC (tiristor triodo bidirecional),
DIAC (tiristor diodo bidirecional), GTO (tiristor comutável pela porta), MCT (Tiristor
controlado por MOS).

A. Princípio de funcionamento

Quando a tensão do anodo é positiva em relação ao catodo, as junções J1 e J3
encontram-se polarizadas diretamente. A junção J2 estareversamente polarizada e
apenas uma pequena corrente de fuga circula do anodo para o catodo. Neste estado o
tiristor esta na condição de bloqueio direto ou estado desligado. Se a tensão anodocatodo (VAK) for aumentada até um valor suficientemente grande, a junção
reversamente polarizada J2 se romperá. Este fenômeno é conhecido como ruptura por
avalanche e a tensão correspondente em que isto ocorre échamada de tensão de ruptura
direta. Se houver uma tensão VGK positiva, uma corrente através de J3 circulará com
portadores negativos fluindo do catodo para o gatilho. Por construção, a camada P
ligada ao gatilho é suficientemente estreita para que parte destes elétrons que cruzam J3
possuam energia cinética suficiente para vencer a barreira de potencial existente em J2,
sendo então atraídospelo anodo.
Como as junções J1 e J3 já se encontram polarizadas diretamente, haverá um
movimento livre de portadores através de todas as três junções, resultando em uma
grande corrente de anodo no sentido direto. Neste momento o dispositivo estará então
no estado de condução ou estado ligado. Para que o estado de condução seja mantido a
corrente de anodo tem de estar acima de um valor conhecidocomo corrente de
travamento. Caso a corrente de anodo seja menor do que a corrente de travamento (IL)
o dispositivo voltará à condição de bloqueio quando a tensão anodo-catodo (VAK) for
reduzida.
A curva característica de corrente versus tensão de um tiristor é mostrada na
Figura 17.

Prof. Mário Lúcio da Silva Martins

Unidade I - 24

Aula 3: Chaves Semicondutoras de Potência – Otiristor

Eletrônica Industrial

Figura 17 – Característica de corrente e tensão do tiristor.

Uma vez que o tiristor entra em condução, o seu comportamento é semelhante ao
de um diodo em condução e não há controle sobre o dispositivo, ou seja, ele continuará
no estado de condução porque não há barreira de potencial (ou camada de depleção) na
junção J2. Entretanto, se a corrente direta deanodo for reduzida abaixo de um nível
chamado de corrente de manutenção (IH – holding current), uma região de depleção se
formará em torno da junção J2, devido ao reduzido número de portadores, e o tiristor
entrará em bloqueio. A corrente de manutenção é menor do que a corrente de
travamento (IL – latch current). Assim, a corrente de travamento é a mínima corrente
direta de anodo para manter o...
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