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Dispositivos de control




Partes: 1, 2

  1. Transistor unijuntura (UJT)
  2. Transistor Programable PUT
  3. Diodo Shockley
  4. Diodo AC DIAC
  5. Interruptor controlado por compuerta GTO
  6. Switch unilateral de Silicio SUS
  7. Switch bilateral de Silicio SBS
  8. Rectificador controlado de Silicio SCR
  9. Triodo AC TRIAC
  10. Formas de Onda
  11. Circuitos de Disparo para Tiristores
  12. Optoacopladores de Potencia
  13. Switcheo en Cruce por Cero
  14. Referencias

Existen numerosas operaciones industriales en las cuales se requiere el suministro de potencia eléctrica en una forma variable y controlable. Iluminación, control de velocidad de motores, soldadura eléctrica, control de temperatura, presión, etc., son alguna muestra de dichas operaciones. Los modernos sistemas industriales recurren a los circuitos de control, los cuales son simplemente componentes que permiten gobernar la potencia suministrada a una carga dada.

Básicamente, los circuitos de control pueden ser clasificados en las siguientes categorías:

- Switches manualmente operados

- Switches mecánicamente operados

- Solenoides

- Switches electromagnéticos (relays)

- Switches electrónicos (tiristores)

Objetivos

La presentación que se hará en este capítulo hace mención únicamente a los switches electrónicos, haciéndose el estudio correspondiente a los siguientes dispositivos:

- Transistor Unijuntura (UJT)

- Transistor Programable (PUT)

- Diodo Shockley

- Diodo AC (DIAC)

- Interruptor controlado por compuerta (GTO)

- Rectificador controlado de Silicio (SCR)

- Tiristor AC (TRIAC)

Una vez terminado este estudio deben tenerse claros los siguientes aspectos:

- Características y funcionamiento de cada uno de los dispositivos anteriormente mencionados, en las diferentes regiones de trabajo.

- Parámetros eléctricos involucrados.

- Operación de diversos tipos de circuitos de disparo.

- Métodos de obtención de control de fase.

- Formas de control de potencia en cargas resistivas e inductivas.

Transistor unijuntura (UJT)

Las características que presenta el UJT lo hace de gran utilidad en muchos circuitos de aplicación industrial, incluyendo timers, osciladores, generadores de onda, y lo más importante, en circuitos de disparo para SCRs y TRIACs.

El UJT es un dispositivo de una sola unión, con dos regiones contaminadas y tres terminales externos. Tiene un sólo emisor y dos bases. La representación física y circuital del UJT es mostrada en la figura 1.

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Figura 1. UJT: representación física y circuital

El emisor está fuertemente dopado, mientras que la región de bases posee una ligera contaminación, lo cual hace que bajo determinadas condiciones, presente una región de resistencia negativa, ofreciendo dos estados de funcionamiento bien definidos, correspondientes a bloqueo y a conducción.

Para entender mejor el funcionamiento del dispositivo, es necesario recurrir a su equivalente circuital, el cual es mostrado en la figura 2.

Monografias.com

Figura 2. Equivalente circuital

Rb1 y Rb2 constituyen la resistencia de la barra de silicio, siendo Rbb la resistencia total:

Rbb = Rb1 + Rb2, con Rb1 ( Rb2

Rbb es denominada resistencia interbase, y es la resistencia óhmica que presentan los terminales B1 y B2 cuando no hay corriente de emisor. En términos generales esta varía entre 5 k( y 10 k(.

El diodo D es el equivalente a la juntura entre el emisor y la base, presentando un voltaje umbral que varía entre .4 voltios y .7 voltios.

Si la tensión aplicada al dispositivo es Vbb, sobre la resistencia Rb1, es decir en el punto A, aparece un voltaje dado por:

Va = Vbb Rb1/Rbb = n Vbb

siendo n = Rb1/(Rb1 + Rb2)

n es conocido como factor intrínseco, teniendo una variación comprendida entre .5 y .8, lo cual significa que Rb1 puede ser igual o hasta cuatro veces el valor de Rb2.

La tensión Va es conocida también como voltaje intrínseco y es la que mantiene inversamente polarizado al diodo emisor cuando no hay señal a la entrada.


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