Circuitos na pratica: Tiristores Apostila

sábado 22 2012

Tiristores Apostila

O nome Tiristor engloba uma família de dispositivos semicondutores multicamadas, que operam em regime de chaveamento, tendo em comum uma estrutura de no mínimo quatro camadas semicondutoras numa seqüência P-N-P-N (três junções semicondutoras), apresentando um comportamento funcional. Os tiristores permitem por meio da adequada ativação do terminal de controle, o chaveamento do estado de bloqueio para estado de condução, sendo que alguns tiristores (mas não todos) permitem também o chaveamento do estado de condução para estado de bloqueio, também pelo terminal de controle. Como exemplo de tiristores, podemos citar o SCR e o TRIAC. No caso do tiristor SCR este se assemelha a uma fechadura pelo fato da corrente poder fluir pelo dispositivo em um único sentido, entrando pelo terminal de anodo e saindo pelo terminal de catodo. No entanto difere de um diodo porque mesmo quando o dispositivo está diretamente polarizado ele não consegue entrar em condução enquanto não ocorrer a ativação do seu terminal de controle (terminal denominado porta, ou gate em inglês). Ao invés de usar um sinal de permanência continua na porta (como nos TBJs e MOSFETs) como sinal de controle, os tiristores são comutados ao ligamento pela aplicação de um pulso ao terminal de porta, que normalmente pode ser de curta duração. Uma vez comutado para o estado de ligado, o tiristor SCR permanecerá por tempo indefinido neste estado enquanto o dispositivo estiver diretamente polarizado e a corrente de anodo se mantiver acima de um patamar mínimo.

Para os SCRs, o sinal de controle é um pulso de corrente, tiristores DB-GTO usam um pulso de tensão e os LASCRs um pulso de luz aplicado diretamente a junção do dispositivo por meio de fibra ótica.

A invenção do tiristor no fim dos anos 50 do século passado foi responsável por um grande surto de evolução tecnológica da eletrônica de potência, que se estendeu pelos anos 60 e propiciou no anos 70 o início da implantação da eletrônica de potência em escala industrial. A principal vantagem dos tiristores é o controle de grande quantidade de energia. Essa característica faz com que esses dispositivos sejam utilizados tanto no controle eletrônico de potência quanto na conversão de energia.

Os SCRs (Silicon Controlled Rectifier) são dispositivos semicondutores cuja condição de sentido direto é comandável através da aplicação de um pulso de corrente ao terminal de Porta (ou gate em inglês). A condução, uma vez iniciada se mantém, mesmo na ausência do sinal no terminal de porta, até que a corrente que o atravessa caia abaixo de um determinado valor, o qual denominamos de Corrente de Manutenção de Condução, em inglês Holding Current (IH). Em sentido inverso, o SCR comporta-se como um diodo normal. Os SCR's são empregados em corrente alternada como retificadores controlados, e quando utilizados em corrente contínua comportam-se como chaves. O SCR é apenas um tipo de tiristor, mas devido ao seu disseminado uso na indústria, muitas vezes os termos tiristor e SCR são confundidos. Os TRIAC's são dispositivos semicondutores comumente utilizados em comutação de corrente alternada.

Já os Diacs são dispositivos semicondutores de avalanche bidirecional, também da classe dos tiristores e de junção PNN. Possuem a propriedade de apresentarem muito alta impedância, se a tensão entre seus dois terminais for mantida abaixo de uma tensão, chamada comumente de Tensão de Ruptura. Se esta tensão, geralmente em torno dos 30V, for ultrapassada, o Diac passa a conduzir corrente elétrica, com uma brusca queda da impedância do mesmo. Os Diacs são geralmente utilizados como auxiliares de disparo em Triacs, em osciladores de relaxação.