dispositivos de cuatro capas
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1 Laboratorio de Electrónica
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD: INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA
ESCUELA INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN CONTROL Y REDES INDUSTRIALES CARRERA: INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA, CONTROL Y REDES INDUSTRIALES
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA II
PRÁCTICA No. 1
DISPOSITIVOS DE CUATRO CAPAS
1. DATOS GENERALES:
INTEGRANTES: CODIGOS:
Eduardo Morales 19
Oscar Segura 27
FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA:
15/10/15 20/10/15
2. OBJETIVOS:
2.1. GENERAL
Conocer la manera en que funcionan los dispositivos de cuatro capas así incrementar
nuestros conocimientos prácticos en Electrónica.
2.2. ESPECÍFÍCOS
Verificar la señal de salida en la configuración con el SCR, TRIAC, UJT.
Diferenciar y analizar los tipos de configuraciones que disparan a los diodos.
3. METODOLOGÍA
La metodología empleada para la realización de esta práctica se basa en conocimientos adquiridos
en la catedra de Electrónica II. Para implementar los dispositivos SCR, TRIAC y UJT, existen
diversas maneras de configuraciones para su correcto funcionamiento.
Se revisara, las características de cada componente a utilizar, investigando el uso adecuado de estos
dispositivos. Realizaremos las pruebas en el osciloscopio con el fin de ver y analizar la forma de
onda de cada una de las configuraciones.
4. EQUIPOS Y MATERIALES:
Dispositivos semiconductores
1 diodo rectificador
1 SCR BT151
1 UJT 2N2646
1 TRIAC BT136
Capacitores
0.22 uF
0.01 uF
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Fuentes
1 transformador de 110 :12 Vrms
Resistencias
2.2 kΩ
100Ω
10kΩ
470Ω
5. MARCO TEORICO:
Rectificador controlado de silicio SCR (silicon controlled rectifier)
Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn
Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y
cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la
corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.
Funcionamiento básico del SCR
Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos
corrientes: IC2 = IB1.
IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1)
que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que
es lo mismos que IB1 en la base de Q1.
Los parámetros del SCR son:
- VRDM: Máximo voltaje inverso de cebado (VG = 0)
- VFOM: Máximo voltaje directo sin cebado (VG = 0)
- IF: Máxima corriente directa permitida.
- PG: Máxima disipación de potencia entre compuerta y cátodo.
- VGT-IGT: Máximo voltaje o corriente requerida en la compuerta (G) para el
cebado
- IH: Mínima corriente de ánodo requerida para mantener cebado el SCR
- dv/dt: Máxima variación de voltaje sin producir cebado.
- di/dt: Máxima variación de corriente aceptada antes de destruir el SCR.
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Transistor UJT
El transistor UJT (transistor de unijuntura - Unijunction transistor) es un dispositivo con un
funcionamiento diferente al de otros transistores. Es un dispositivo de disparo. Es un dispositivo
que consiste de una sola unión PN
Muy importante: No es un FET
Físicamente el transistor UJT consiste de una barra de material tipo N con conexiones eléctricas a
sus dos extremos (B1 y B2) y de una conexión hecha con un conductor de aluminio (E) en alguna
parte a lo largo de la barra de material N. En el lugar de unión el aluminio crea una región tipo P
en la barra, formando así una unión PN. Ver los siguientes gráficos
Como se dijo antes este es un dispositivo de disparo. El disparo ocurre entre el Emisor y la Base1
y el voltaje al que ocurre este disparo está dado por la fórmula: Voltaje de disparo = Vp = 0.7 + n
x VB2B1
Circuito equivalente
Características
Curva característica
Fijándose en la curva característica del UJT se puede notar que cuando el voltaje V EB sobrepasa
un valor Vp de ruptura, el UJT presenta un fenómeno de modulación de resistencia que, al aumentar
la corriente que pasa por el dispositivo, la resistencia de esta baja y por ello, también baja el voltaje
en el dispositivo, esta región se llama región de resistencia negativa. Este es un proceso con
realimentación positiva, por lo que esta región no es estable, lo que lo hace excelente para conmutar,
para circuitos de disparo de tiristores y en osciladores de relajación.
TRIAC
Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los
tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es
bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar
la corriente alterna.
Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en
direcciones opuestas.
Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta.
El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta.
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Equivalente TRIAC
Aplicaciones más comunes
Su versatilidad lo hace ideal para el control de corriente alterna (C.A.).
Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los
interruptores mecánicos convencionales y los relés.
Funciona como interruptor electrónico y también a pila.
Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles
de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos
elementos caseros. No obstante, cuando se utiliza con cargas inductivas como motores eléctricos,
se deben tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el TRIAC se apague correctamente
al final de cada semiciclo de la onda de Corriente alterna.
6. PROCEDIMIENTO:
Armamos los circuitos en la placa de pruebas (protoboard) según las especiaciones dadas, con
los materiales adecuados y conocimientos necesarios para su correcto armado.
Tomamos las mediciones necesarias con el multímetro asegurándonos que todo este
correctamente conectado, así también verificaremos si todos los equipos tienen un correcto
funcionamiento evitando fallos en las mediciones.
Colocamos las puntas del osciloscopio como muestran las figuras (1, 2, 3) para obtener la señal
de salida deseada.
En la salida de cada una de las configuraciones se puede observar como la señal de entrada es
modificada. Figuras (4, 5, 6).
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
Los elementos semiconductores tienen una gran versatilidad al ser aplicados en sistemas de control
de potencia tanto en corriente directa como en corriente alterna la combinación de los distintos
elementos da como resultado una solución a una necesidad actual.
La forma de onda que entrega el UJT por la BASE 1, es un impulso que se lo puede controlar a
través de los valores de los elementos del circuito, este en la BASE 2 es un impulso negativo con
mayor amplitud, esto se puede utilizar para activar elementos secundarios como SCR.
El UJT es un transistor mono unión que se compone de simplemente una combinación de sustrato
P y N, tiene características de diodo, su resistencia entre Base 1 y base 2 cuando el diodo interno
se encuentra en polarización inversa es la suma de las dos resistencias internas.
Para disparar un tiristor (o triac), una corriente de compuerta >= IGT debe aplicarse hasta que la
corriente de carga sea >= IL.
Tener cuidado con la polaridad de los dispositivos, ya que al ser mal conectados no realiza la
función deseada, ocasionando su destrucción.
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Tener cuidado al trabajar en el UJT directamente alimentándolo con una fuente, este al no poder
conectarse a un disipador de potencia externa no soporta mucha corriente antes de que este deje de
funcionar.
8. BIBLIOGRAFÍA:
[1]. BOYLESTAD, R. (2009) ELECTRONICA: TEORÍA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS
ELECTRÓNICOS, Prentice Hall, Décima Edición
[2]. TRIAC, (sf). https://es.wikipedia.org/wiki/Triac
[3]. Transistor uniunión, (sf). Extraído de
https://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_uniuni%C3%B3n
ANEXOS
SIMULACIONES:
Figura. 1 Configuración con SCR
Figura. 2 Configuración con UJT
Figura. 3 Configuración con TRIAC
RESULTADO EN EL OSCILOSCOPIO
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Figura. 4 Señal de SCR
Figura. 5 Señal de UJT
Figura. 6 Señal de TRIAC
CIRCUITOS
Figura. 7 Circuito UJT
Figura. 8 Circuito SCR
Figura. 7 Circuito TRIAC
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