RESUMEN PRESENTACIONES

DIODO ZENER

Opera en la región de ruptura.

 Sus dos características más importantes son su Tensión Zener y la máxima Potencia que pueden disipar= Pz (potencia zener).

La relación entre Vz y Pz nos determinará la máxima corriente inversa, llamada Izmáx. Si sobrepasamos esta corriente inversa máxima el diodo zener puede quemarse, ya que no será capaz de disipar tanta potencia.

Circuitos de aplicación:

DIODO VARICAP O VARACTOR

Tensión de ruptura inversa y la corriente de fuga inversa

Valor de capacitancia y comportamiento a la variación de la capacidad de tensión.

Factor de calidad Q, conocido como factor de mérito.

La tensión de ruptura inversa se mide con 10μA de corriente inversa de fuga, diodo de buena calidad.

La tensión de ruptura, define el punto operativo y limita la polarización inversa en el diodo.

Una regla de oro es especificar la tensión de ruptura inversa de un mínimo de 5V por encima de la operación inversa máxima tensión de CC.

Una regla de oro es que un aumento de cincuenta veces en corriente de fuga se obtiene por un aumento en la temperatura de 25 ° C a 125 ° C, o el doble de la corriente por cada 10 ° C.

Aplicaciones

DIODO TUNEL

Es un diodo semiconductor que tiene una unión PN con alto dopaje de material tipo P y N. Su dopaje puede ser 1000 veces mayor al de un diodo convencional.

El área en que opera el diodo después de que la corriente de túnel llega a su pico, recibe el nombre de región de resistencia negativa, porque en ella la corriente disminuye al elevarse el voltaje. Debido el efecto túnel, estos diodos son de respuesta muy rápida y se pueden usar como interruptores electrónicos, haciéndolos trabajar entre la corriente de pico y la de valle. Además, la región de resistencia negativa permite utilizar el diodo túnel como oscilador.

Aplicaciones

Osciladores a frecuencias que sobrepasa los 105 megaciclos por segundo

Circuitos biestables con tiempos de conmutación inferiores a 10-9 s.

DIODO SCHOTTKY

Son dispositivos que tienen una caída de voltaje directa (VF) muy pequeña, del orden de 0.3 V o menos. Operan a muy altas velocidades y se utilizan en fuentes de potencia, circuitos de alta frecuencia y sistemas digitales. Reciben también el nombre de diodos de recuperación rápida (Fast recovery) o de portadores calientes.

Aplicaciones:

En fuentes de baja tensión en la cuales las caídas en los rectificadores son significativas.

Circuitos de alta velocidad para computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutación y mediante su poca caída de voltaje en directo permite poco gasto de energía.

Variadores de alta gama para que la corriente que vuelve desde el motor al variador no pase por el transistor del freno y este no pierda sus facultades.

El diodo Schottky se emplea en varios circuitos integrados de lógica TTL.

TRANSISTORES DE POTENCIA

BJT

Se forman agregando una segunda región p o n a un diodo de unión pn.

Con dos regiones n y una p, se forman dos uniones, teniéndose así un transistor NPN, y con dos regiones p y una n, se forma un transistor PNP, como se ve en la figura posee tres terminales (colector, emisor y base).

Limitación de los transistores bipolares, es que el paso de bloqueo a conducción y viceversa no se hace instantáneamente.

Hay un retardo (ton, toff)

Las causas son las capacidades asociadas a las uniones colector-base y base-emisor y los tiempos de difusión y recombinación de los portadores.

Aplicaciones

Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación)

Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia)

Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)

Detección de radiación luminosa

FET

Se comporta como un interruptor controlado por tensión

La puerta no absorbe corriente en absoluto

Presentan comportamiento capacitivo

Resistencia de entrada extremadamente alta (casi 100MOhm)

Hasta cierto punto es inmune a la radiación

Es menos ruidoso.

Mayor estabilidad térmica.

Aplicaciones

IGBT

El IGBT es un un dispositivo semiconductor de gran capacidad que generalmente es utilizado en sistemas o equipos que requieren circuitos de electrónica realmente potente y con velocidades de conmutación de hasta 20 KHz.

Es un dispositivo para la conmutación en sistemas de alta tensión. La tensión de control de puerta es de unos 15V. Esto ofrece la ventaja de controlar sistemas de potencia aplicando una señal eléctrica de entrada muy débil en la puerta.

El IGBT es un dispositivo semiconductor de potencia híbrido que combina los atributos del BJT y del MOSFET.

EL IGBT requiere un valor límite VGS(TH) para el estado de cambio de encendido a apagado y viceversa. Este es usualmente de 4V. Arriba de este valor la tensión VDS cae a un valor bajo cercano a los 2V. Como la tensión de estado de encendido se mantiene bajo, el gate debe tener una tensión arriba de 15 V, y la corriente ID se autolimita.

El IGBT se aplica en controles de motores eléctricos tanto de corriente directa como de corriente alterna, manejados a niveles de potencia que exceden los 50kW.

• IDmax Limitada por efecto Latch-up.

• VGSmax Limitada por el espesor del óxido de silicio.

• Se diseña para que cuando VGS = VGSmax la corriente de cortocircuito sea entre 4 a 10 veces la nominal (zona activa con VDS=Vmax) y pueda soportarla durante unos 5 a 10 μs. y pueda actuar una protección electrónica cortando desde puerta.

• VDSmax es la tensión de ruptura del transistor pnp. Como α es muy baja, sera VDSmax=BVCB0 Existen en el mercado IGBTs con valores de 600, 1.200, 1.700, 2.100 y 3.300 voltios. (Anunciados de 6.5 kV).

• La temperatura máxima de la unión suele ser de 150ºC.

• Existen en el mercado IGBTs encapsulados que soportan hasta 400 o 600 Amp.

• La tensión VDS apenas varía con la temperatura. Se pueden conectar en paralelo fácilmente. Se pueden conseguir grandes corrientes con facilidad,(1.200 o 1.600 Amperios).

• En la actualidad es el dispositivo mas usado para potencias entre varios kW y un par de MW, trabajando a frecuencias desde 5 kHz a 40kHz.

Aplicaciones

Control de motores

Circuitería de automóviles, trenes, aviones, etc

Electrodomésticos del hogar

Sistemas de aires acondicionados

Incorporados a los teléfonos móviles (flash de xenón)

Se utilizan en convertidores de corriente continua/corriente alterna

Modulador de ancho de pulso (PWM)

MOSFET

Es un dispositivo controlado por voltaje, que requiere solo de una pequeña corriente de entrada.

La velocidad de conmutación es muy alta siendo los tiempos de conmutación del orden los nanosegundos.

Es el más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos analógicos o digitales.

La máxima tensión soportada entre la puerta y la fuente es típicamente 20V.

Presenta limitaciones a tensiones de trabajo altas, cercanas a los 1000V, debido a la resistencia de la capa de drift, que predomina en la RDS(on) .

Aplicaciones

Como interruptor en electrónica digital para transmitir los estados lógicos a través de un circuito.

Amplificador

Inversor con carga activa