TIPOS DE TIRISTORES
Los tiristores se fabrican por difusión, casi en forma exclusiva. Dependiendo de la construcción física y el comportamiento en el encendido y el apagado, se pueden clasificar los tiristores, en forma amplia, en 13 categorías: categorías: 1. Tiristores controlados por fase (o SCR). 2. Tiristores bidireccionales controlados por fase (BCT, de bidirectional phase-controlled thyristors). 3. Tiristores de conmutación rápida (o SCR). 4. Rectificadores controlados de silicio fotoactivados (LASCR, light-activated siliconcontrolled rectifier). 5. Tiristores de triodo bidireccional bidireccional (TRIAC). 6. Tiristores de conducción en sentido inverso (RCT, de reverse-conducting thyristor). 7. Tiristores apagados por compuerta (GTO). 8. Tiristores controlados por FET (FET-CTH, de FET-controlled thyristor). 9. Tiristores de apagado por MOS (MTO, de MOS turn-off). 10. Tiristores de apagado (control) por emisor (ETO, de emitter turn-off). 11. Tiristores conmutados por compuerta integrada (IGCT, de integrated gate-commutated thyristors). 12. Tiristores controlados por MOS (MCT, de MOS-controlled thyristor). 13. Tiristores de inducción estática (SITR, de static induction thyristor). A continuación se detalla algunos de los ti ristores antes mencionados. mencionados.
Tiristores controlados por fase
Esta clase de tiristores suele funcionar a la frecuencia de línea, y se apagan por conmutación natural. Un tiristor inicia la conducción en sentido directo, cuando se aplica un pulso de disparo de corriente de la compuerta al cátodo, y se llega y se mantiene con rapidez a la conducción total, con una caída pequeña de voltaje en sentido directo. El voltaje VT en estado de encendido varía, normalmente desde unos 1.15V para 600 V hasta 2.5 V para dispositivos de 4000 V, y para un tiristor de 1200 V, 5500 A, ese voltaje suele ser 1.25V. El voltaje VT en estado de encendido varía, normalmente desde unos 1.15V para 600 V hasta 2.5 V para dispositivos de 4000 V, y para un tiristor de 1200 V, 5500 A, ese voltaje suele ser 1.25V.
BCT (Tiristores con control bidireccional)
Es un concepto nuevo para control por fase con alta potencia. Su símbolo se a continuación. Es un dispositivo único que combina las ventajas de tener dos tiristores en un encapsulado, permitiendo diseñar equipos más compactos, simplificando el sistema de enfriamiento y aumentando la fiabilidad del sistema. El comportamiento eléctrico de un BCT corresponde al de dos tiristores en antiparalelo, integrados en una oblea de silicio.
LASCR (Rectificador controlado de silicio fotoactivo)
La estructura de la compuerta se diseña para proporcionar la sensibilidad suficiente para hacer la activación con fuentes luminosas normales (por ejemplo, diodo emisor de luz, LED), y para obtener grandes capacidades de las tasas di/dt y dv/dt.
RCT (Tiristor de conducción inversa)
Un RCl es un compromiso entre las características del dispositivo y los requisitos del circuito; se puede considerar como un tiristor con un diodo antiparalelo incorporado, como se ve en la figura. En muchos circuitos de convertidor e inversor se conecta un diodo antiparalelo a través de un SCR para permitir un flujo de corriente en sentido inverso, causada por carga inductiva, y para mejorar los requisitos de apagado del circuito de conmutación.
FET-CTH
Un dispositivo FET-CTH combina en paralelo a un MOSFET y un tiristor, como se ve en la figura. Si se aplica el voltaje suficiente a la compuerta del MOSFET, normalmente 3V, se genera internamente una corriente de disparo para el tiristor. Tiene alta velocidad de conmutación, altas tasas di/dt dv/dt.
lGCT (Transistor con un diodo de rueda libre de recuperación súper rápida de conexión inversa)
La estructura interna y el circuito equivalente de un GCT se parecen a los del GTO que se ve en la figura. En el IGCT se integran un tiristor conmutado por compuerta (GCT) y un activador de compuerta en tarjeta de circuito impreso multicapa. El CGT es un GTO de conmutación permanente, con un pulso de corriente de compuerta muy rápido y grande, tan grande como la corriente total especificada. SITH (Tiristor de inducción estática)
Tiene grandes velocidades de conmutación y mayores capacidades de las tasas dv/dt y di/dt. Este dispositivo tiene una sensibilidad extremadamente alta al proceso, y pequeñas perturbaciones en su manufactura producen grandes cambios en sus características. Un SITH es un dispositivo de portadores minoritarios. En consecuencia, tiene baja resistencia o caída de voltaje en estado activo, y se puede fabricar con mayores especificaciones de voltaje y corriente.
PROTECCIÓN CONTRA DI/DT Un tiristor requiere un tiempo mínimo para repartir por igual la conducción de la corriente en las uniones. Si la rapidez de aumento de la corriente anódica es muy alta, en comparación con la velocidad de repartición de un proceso de activación, puede presentarse un calentamiento localizado, o "punto caliente" debido a alta densidad de corriente, y el dispositivo puede fallar como resultado de una temperatura excesiva. Se deben proteger los dispositivos prácticos contra una alta tasa di/dt. La tasa di/dt se limita agregando un inductor L, en serie, como se ve en la figura. La tasa di/dt en sentido directo es:
Donde Ls es la inductancia en serie, que i ncluye cualquier inductancia parásita.
Circuito de conmutación para tiristor, con inductores limitadores de la tasa di/di.
Por ejemplo en el circuito anterior bajo operación de estado permanente, Dm conduce cuando el tiristor TI está apagado. Si se dispara T I cuando Dm todavía está conduciendo, la tasa di/dt puede ser muy alta, y sólo la limita la inductancia parásita del circuito.
