el término SCR significa rectificador controlado de silicio, que es uno de los miembros más importantes de la familia de tiristores. Es más popular que los otros tiristores como TRIAC, SCS, DIAC, etc. que algunas personas incluso usan las palabras tiristor y SCR indistintamente. Así que la próxima vez que alguien dice solo «tiristor» en general, entonces se están refiriendo a la SCR.,

SCRs se construyen a partir de silicio y se utilizan más comúnmente para convertir la corriente alterna a CORRIENTE CONTINUA (rectificación), de ahí el nombre de rectificador controlado de silicio. También se utilizan en otras aplicaciones como regulación de potencia, inversión, etc. Los SCRs tienen la capacidad de manejar un alto valor de corriente y voltaje, por lo tanto, se utilizan en la mayoría de las aplicaciones industriales.

SCR Symbol

el símbolo del SCR será similar al del diodo, además; tiene un terminal de puerta como se muestra a continuación., El SCR es un dispositivo Unidireccional que permite que la corriente fluya en una dirección y se opone a ella en otra dirección. SCR tiene tres terminales a saber ánodo (a), cátodo (K) y puerta (G), se puede encender o apagar mediante el control de las condiciones de sesgo o la entrada de puerta.

de Nuevo el símbolo del Tiristor SCR símbolo de la misma. Ahora que sabemos cómo se puede representar un SCR / Tiristor en un diagrama de circuito, echemos un vistazo a la construcción de SCR y trabajemos para entender más sobre ella.,

construcción de SCR

El SCR es un dispositivo semiconductor de cuatro capas que forma una estructura NPNP o PNPN, que eventualmente forma tres uniones J1, J2 y J3. Entre los tres terminales del SCR, el ánodo es un electrodo positivo, estará en la capa P y el cátodo es un electrodo negativo, estará en la capa N del SCR, la puerta actúa como un terminal de control del SCR. La imagen de construcción SCR se muestra a continuación.,

Las capas externas P Y N donde se colocan los dos electrodos estarán fuertemente dopadas y las capas medias P Y N estarán ligeramente dopadas, el terminal de la puerta estará conectado a la capa P en el medio. Los SCRs están construidos con tres tipos diferentes, tipo plano, Tipo Mesa y tipo de Paquete de prensa.

cómo funciona SCR

para entender el principio de funcionamiento de SCR tenemos que mirar en las diferentes formas en que puede funcionar., Dependiendo de la polaridad de la tensión aplicada y el pulso de compuerta dado al SCR, puede operar en tres modos diferentes, como

• modo de bloqueo hacia adelante
• modo de conducción hacia adelante
• modo de bloqueo inverso

ahora, entendamos el funcionamiento del tiristor echando un vistazo a cada uno de los modos de funcionamiento con su diagrama de circuito.,

Forward Blocking Mode

en este modo de operación, el voltaje positivo se aplica al ánodo y el voltaje negativo se aplica al cátodo, no habrá ningún pulso aplicado a la puerta, se mantendrá en el estado abierto. Una vez que se aplica el voltaje, las uniones J1 y J3 estarán sesgadas hacia adelante y la Unión J2 estará sesgada hacia atrás. Dado que J2 está sesgado en sentido inverso, el ancho de la región de agotamiento aumenta y actúa como un obstáculo para la conducción, por lo que solo una pequeña cantidad de corriente fluirá de J1 A J3.,

Cuando el voltaje aplicado al SCR se incrementa y si alcanza el voltaje de ruptura del SCR, la Unión J2 se agota debido a la ruptura de avalanchas. Una vez que se produce la ruptura de avalancha, la corriente comenzará a fluir a través del SCR. En este modo de operación, El SCR está sesgado hacia adelante, pero no habrá ningún flujo de corriente.

Modo de conducción hacia adelante

el modo de conducción hacia adelante es el único modo en el que el SCR estará en el estado de encendido y conducirá., Podemos hacer la conducta de SCR de dos maneras diferentes, una Podemos aumentar el voltaje de sesgo delantero aplicado más allá del voltaje de ruptura o bien podemos aplicar un voltaje positivo al terminal de la puerta.

cuando aumentamos el voltaje de polarización hacia adelante aplicado entre el ánodo y el cátodo, la Unión J2 se agotará debido a la ruptura de la avalancha y el SCR comenzará a conducir. No podemos hacer esto para todas las aplicaciones y este método de activar el SCR eventualmente reducirá la vida útil del SCR.,

si desea utilizar el SCR para aplicaciones de baja tensión, puede aplicar un voltaje positivo a la puerta del SCR. El voltaje positivo aplicado ayudará al SCR a moverse al estado de conducción. Durante este modo de operación, El SCR estará operando en sesgo hacia adelante y la corriente fluirá a través de él.

Modo de bloqueo inverso

en el modo de bloqueo inverso, el voltaje positivo se aplica al cátodo (-) y el voltaje negativo se da al ánodo (+), no habrá ningún pulso dado a la puerta, se mantendrá como un circuito abierto., Durante este modo de operación, las uniones J1 y J3 estarán sesgadas en sentido inverso y la Unión J2 estará sesgada hacia adelante. Dado que las uniones J1 y J3 están sesgadas en sentido inverso, no habrá ninguna corriente que fluya a través del SCR. Aunque habrá una pequeña corriente de fuga que fluye debido a los portadores de carga de deriva en la Unión sesgada hacia adelante J2, no es suficiente para encender el SCR.,

características VI del SCR

las características VI del SCR se obtienen operando el SCR en tres regiones diferentes, a saber, la región de bloqueo hacia adelante, la región de conducción hacia adelante y la región de bloqueo inverso

el modo de bloqueo inverso, habrá una pequeña corriente de fuga que fluye en la dirección inversa del SCR que se menciona como la corriente de Fuga inversa en el gráfico, la corriente de Fuga inversa se ubicará en los cuadrantes negativos del gráfico.,

ahora, si aplica voltaje positivo al ánodo y voltaje negativo al cátodo, el SCR comenzará a funcionar en el modo de bloqueo hacia adelante y una pequeña corriente de fuga fluirá a través del SCR en la dirección positiva, por lo tanto, la curva comienza a elevarse a un cierto nivel en los cuadrantes positivos del gráfico que se menciona como la corriente de fuga hacia adelante.

una vez que el gráfico alcanza un cierto nivel de voltaje llamado voltaje de ruptura o si la corriente de compuerta Ig se aplica al SCR, El SCR se mueve al modo de conducción y una gran cantidad de corriente comienza a fluir a través del SCR., El flujo de corriente se representa como la conducción hacia adelante en la curva VI. La corriente de compuerta aplicada se menciona como Ig1, Ig2 e Ig3, más alta la corriente de compuerta aplicada más rápido EL SCR va al estado de conducción como Ig3 >Ig2 > Ig1.

aplicaciones SCR

desde circuitos Convertidores hasta circuitos de Control, Los SCR se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. No es posible discutir todas las aplicaciones de tiristores, pero básicamente, se utilizan para controlar la corriente o el voltaje a través de un dispositivo., Por ejemplo, consideremos un ejemplo donde los SCRs se utilizan para controlar la velocidad de un motor.

el diagrama de circuito anterior de SCR muestra la disposición para controlar la velocidad de un motor de CC utilizando el SCR. El motor tendrá dos devanados, a saber, bobinado de campo y bobinado de armadura. Al controlar la corriente dada al devanado de la armadura, podemos controlar la velocidad del motor de CC. El bobinado de la armadura del motor está conectado a una fuente de CA a través de un transformador y dos SCRs conectados en paralelo entre sí.,

durante el medio ciclo positivo del suministro de CA, el SCR1 está sesgado hacia adelante y comienza a conducir si se aplica el pulso de la puerta, la corriente al devanado de la armadura fluirá a través del SCR1. Del mismo modo, durante el medio ciclo negativo del suministro de CA, el SCR2 está sesgado hacia adelante y el SCR1 estará sesgado hacia atrás y, por lo tanto, el SCR1 va al estado OFF, cuando se aplica el pulso de puerta a SCR2 comienza, conduciendo. Variando el pulso de disparo dado a las puertas de los respectivos SCRs podremos controlar la entrada dada al motor de CC, por lo tanto, controla la velocidad del motor.,

diferentes tipos de SCRs y paquetes

hay muchos tipos de SCR basados en la especificación y la aplicación. Ya hemos discutido sobre los SCRs populares como BT151, 2P4M, TYN608, etc. Los SCRs están disponibles en diferentes tipos de paquetes que se pueden utilizar para diferentes tipos de aplicaciones. Los SCRs están disponibles en los siguientes paquetes

plástico discreto: el paquete de plástico discreto es un tipo comúnmente conocido de SCRs que tiene tres pines Unidos a un material semiconductor cubierto de plástico., Estos SCRs son de construcción de tipo plano y son el tipo más barato de SCR en comparación con otros paquetes. Están disponibles en aplicaciones de hasta 25A y 1000V, se pueden montar fácilmente en cualquier tipo de circuito con un gran número de otros componentes.

Módulo de plástico: el módulo de plástico comparte las características similares del paquete de plástico discreto, también contiene más de un dispositivo y está disponible en el rango actual de hasta 100a. ,

base de Perno: el dispositivo de base de perno tendrá una base atornillada, comparte la doble ventaja de baja resistencia térmica y facilidad de montaje. Están disponibles entre el rango de corriente de 5 A 150 A y un rango completo de voltaje. La única desventaja que posee es que no se puede aislar fácilmente del disipador de calor

Base Plana: La base plana comparte las mismas características de la base del perno prisionero SCR, la ventaja adicional es que están siendo aislados del disipador de calor por una capa delgada de aislamiento. Están disponibles en el rango actual entre 10 y 400A.,

paquete de prensa: los SCRs del paquete de prensa se utilizan para aplicaciones de alta corriente de 200A o superior y aplicaciones con un voltaje más alto que supera los 1200V. la estructura SCR y los electrodos se empaquetan dentro de una envoltura de cerámica que proporciona el aislamiento requerido entre el ánodo y el cátodo. Tanto la superficie se sujeta al disipador de calor; por lo tanto, ofrecen una mejor resistencia al contacto eléctrico y una resistencia térmica mínima.