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