Practica No. 7Rectificador controlado de Silicio SCR y TRIACObjetivos: 1. Identificar las terminales de un SCR y un TRIAC2. Obtener las curvas caractersticas (V-I) de un SCR y de un TRIAC

Desarrollo experimental Conceptos bsicos:El rectificador controlado de silicio (en ingls SCR: Silicn Controlled Rectifier) es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unin de Tiratrn (tyratron) y Transistor.

Un SCR posee tres conexiones: nodo, ctodo y puerta. La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el nodo y el ctodo. Funciona bsicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensin en la puerta del SCR no se inicia la conduccin y en el instante en que se aplique dicha tensin, el tiristor comienza a conducir. Una vez arrancado, podemos anular la tensin de puerta y el tiristor continuar conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada alternancia o semiciclo.Cuando se produce una variacin brusca de tensin entre nodo y ctodo de un tiristor, ste puede dispararse y entrar en conduccin an sin corriente de puerta. Por ello se da como caracterstica la tasa mxima de subida de tensin que permite mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al condensador parsito existente entre la puerta y el nodo.Los SCR se utilizan en aplicaciones de electrnica de potencia y de control. Podramos decir que un SCR funciona como un interruptor electrnico.TRIACUn Triac es un dispositivo semiconductor, de la familia de los transistores. La diferencia con un tiristor convencional es que ste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podra decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposicin que formaran dos SCR en anti paralelo. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominacin de nodo y ctodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta.Tipos:Si se representa en el eje de abscisas la tensin de puerta y en ordenadas la tensin entre A1 y A2, existen ciertos lugares geomtricos que disparan el triac. Entonces encontramos triacs que solo se disparan en dos, tres y otros que lo hacen en los cuatro cuadrantes. An en los de cuatro cuadrantes las condiciones de disparo difieren de cuadrante en cuadrante. Por ejemplo, el BTW41 es un triac de 4 cuadrantes, mientras que el BTW34 es de 3 cuadrantesOtro tipo son los de puerta sensible, que vienen a ser similares a un triac pequeo que dispara al principal Aplicaciones ms comunes Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas. Una de ellas es su utilizacin como interruptor esttico ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecnicos convencionales y los rels.

MaterialOsciloscopio de doble trazo Fuente de voltaje regulada variableFuente de corriente regulada variableGenerador de seales Multmetro analgico y/o digital 2 SCR C106 o TIC106 o equivalente 2 TRIAC TIC206 o equivalente1 resistencia de 10 K a 1 resistencia de 330 a 1 resistencia de 1K a 1 resistencia de 100 a 1 potencimetro de 5K a Una pinza de punta Una pinza de corte6 cables caimn- caimn de 50 cm6 cables caimn- banana de 50 cm6 cables banana- banana de 50 cm4 cables coaxiales que tengan en un extremo terminacin bnc y en los otros caimanesTablilla de conexiones (protoboard)

Experimentos1.Es requisito para antes de realizar la prctica el alumno presente por escrito y en forma concisa y breve los siguientes puntos sobre los diodos controlados de silicio SCR:a.Smbolo b.Esquema tpico de unionesc.Expresin matemtica que relaciona el voltaje de conmutacin nodo-ctodo y la corriente en la compuerta d.Modelo grafico (curva caracterstica V-I)e.ngulos de disparof.Principales parmetros y su definicin I. Voltaje de conmutacin II.Corriente de disparo en compuerta III.Corriente de sostenimiento

g.Las hojas de especificaciones del fabricante El profesor deber revisar que el alumno cumpla con este punto antes de entrar a laboratorio, as como que se presente con los circuitos correspondientes debidamente armados, de NO satisfacer estas indicaciones el alumno NO tendr derecho a quedarse en el laboratorio y se le considerara como falta al mismo

2. Identificar las terminales de un SCR y un TRIACUsando el hmetro, identifique las terminales de un SCRConsiderando la forma en que se construye un SCR y el modelo idealizado de uniones rectificantes que pueden presentarse en est, es posible que con el hmetro podamos identificar perfectamente la ubicacin de todas sus terminales. En la mayora de los SCR convencionales de la uso general, la compuerta est en la regin P, esto permite que cuando coloquemos la terminal positiva de la fuente interna del hmetro a la compuerta (regin P) y la terminal negativa del ctodo (regin N), obtengamos la lectura de una baja resistencia (diodo polarizado directamente), este es el nico par de terminales en el SCR convencional, que con la polarizacin ya indicada presenta baja resistencia, esto permite saber cul es el ctodo y cual la compuerta, la restante ser la terminal del nodo. Normalmente cuando los SCR y TRIACs disipan mediana o alta potencia y sus encapsuladores son parcial o totalmente metlicos, la terminal del nodo es el encapsulado o est conectado a l, por lo que para identificar el nodo, podemos buscar continuidad entre este y el encapsulado metlico del dispositivo.

Reportar en la tabla 1 las lecturas que se obtienen al medir con el hmetro la resistencia que presenta el SCR entre sus terminales segn la polarizacin que se indica en cada caso.

UnionResistencia medidaUnionResistencia medida

A (+) K(-)1.26 M ohmsA (-) K(+)1.15 M ohms

G (+) K(-)0.79 K ohmsG(-) K(+)0.795 K ohms

G (+) A(-)10.13 M ohmsG (-) A(+)1.27 M ohms

Unin Resistencia medida Unin Resistencia medidaTabla 1

Usando el hmetro identifique las terminales del TRIACConsiderando la construccin interna de un TRIAC y las posibles uniones rectificantes que pueden presentarse en el, es posible observar que entre las terminales de compuerta y en terminal uno (corresponde al ctodo del SCR), se presentan dos uniones rectificantes en paralelo y encontradas, por lo que cuando se polariza la compuerta positiva y la terminal uno negativa nos da una lectura de baja resistencia (diodo polarizado directo) y cuando la polarizacin invierte tambin nos da un diodo polarizado directo, por lo tanto con estas lecturas, es posible que identifiquemos perfectamente a la terminal dos, pero no cual es la compuerta y cual la terminal uno. Es necesario entonces que el alumno cheque en la hoja de especificaciones del fabricante (manual), como estn colocadas cada una de las terminales del dispositivo.

En la figura 1 dibuje al SCR y al TRIAC indicando claramente la ubicacin de sus terminales

Figura 1.a SCR

Figura 1.b TRIAC

3.Obtener las curvas caractersticas (V-I) de un SCR y de un TRIAC

Armar el circuito mostrado en la figura 2 (primero colocado el SCR y despus repetir todos los pasos quitando el SCR y colocando el TRIAC), obtener y reportar en la figura 3 la curva que se obtiene en el osciloscopio (usndolo en modo XY) tanto para SCR como para el TRIAC. Utilice el VARIAC y vari la seal senoidal entre 0 y 35 V pico y mida la corriente que se requiere en la compuerta- ctodo IGK Para que los dispositivos (SCR y TRIAC) se comporten como diodos rectificadores (en completa conduccin), hgalo cuando el voltaje del VARIAC est en 5V, 15V y 35V respectivamente. Corriente IGK SCR = 52.13 mA, para voltaje VARIAC= 05VCorriente IGK SCR = 142.15 A, para voltaje VARIAC= 15VCorriente IGK SCR = 83.2 mA, para voltaje VARIAC= 35VCorriente IGK TRIAC = 3.12 mA, para voltaje VARIAC= 05VCorriente IGK TRIAC = 12.93 mA, para voltaje VARIAC= 05VCorriente IGK TRIAC = 30.17 A, para voltaje VARIAC= 05V

Curva caracterstica del SCR

Caractersticas del Triac

Cuestionario 1.Para el circuito de la figura 2, si el voltaje pico de la seal senoidal es de 20V, determine Cul es el valor de la corriente pico que circulara por el nodo-ctodo SCR?La corriente es de nodo y ctodo SCR = 277.48 mA3.Cuando los SCR y los TRIACs, estn en conduccin Cmo se comportan? Es un dispositivo de tres terminales que se comporta como un disco rectificador, conduce en directo y no conduce en inverso, pero adicionalmente para entrar en conduccin debe inyectarse en el compuerta una corriente mayor que una corriente de compuerta mnima (I G min) que es diferente para cada referencia de SCR, la aplicacin de la corriente de compuerta cuando el SCR est en directo para que entre en conduccin se llama el disparo del SCR.

4.Dibuje los circuitos equivalentes de los SCR cuando estn en conduccin

5.Dibuje los circuitos equivalentes de los SCR cuando estn abiertos

6.Dibuje los circuitos equivalentes de los TRIAC cuando estn en conduccin

7.Dibuje los circuitos equivalentes de los TRIAC cuando estn abiertos

8.Cuando un SCR o un TRIAC, est polarizado con voltaje constante y ya se encuentran en conduccin, Cmo podemos apagarlo?Para este estado se necesita aumentar la resistencia ya sea del ctodo como la del nodo y asi para que se pueda comportarse como un circuito abierto.

9.Cuando un SCR o TRIAC, est polarizado con seal alterna y considerando que tiene las condiciones para conducir, Cmo pueden apagarse?Conduce unidireccionalmente y se apaga con una subida de voltaje o tencin ya sea scr o trac.

10.Anote sus conclusiones Como se pudo notar el Triac es un SCR bidirreccional. La corriente y la tensin de encendido disminuyen con el aumento de temperatura y con el aumento de la tensin de bloqueo. Las corrientes de prdida del Triac son pequeas, del orden de 0,1 m A a la temperaturaambiente. El Triac conmuta del modo de corte al modo de conduccin cuando se inyecta corriente a la compuerta. Despus del disparo la compuerta no posee control sobre el estado del Triac. Para apagar el Triac la corriente andica debe reducirse por debajo del valor de la corriente de retencin IH.

11.Anote su bibliografaElectrnica Integrada. Millman- Halkias. Novena EdicinElectrnica Moderna de Potencia. Timothy Maloney. TerceraEdicin.

Dispositivos electrnicos de potencia. Escrito por Juan de Dios Snchez Lpez