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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE ELECTRNICA

INFORME PREVIO 1 DE LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS II P

Jack Michael Romero Morn, jackro.moran@gmail.com

ResumenEl presente documento es un esbozo de cmo va a realizar el laboratorio N 1 del Curso de CIRCUITOS ELECTRONICOS II P con el cual desarrollaremos un cuestionario proporcionado por el docente del curso, en la gua de laboratorio, el presente cuestionario consta de 6 preguntas las cuales representan la parte teora de la experiencia a realizar.TITULO:MEDICIN DE LAS CARACTERISTICAS ESTATICAS DEL TIRISTOR Y DEL TRIAC.Introduccin En el presente informe previo podemos apreciar y aprender las distintas caractersticas, curvas caractersticas y especificaciones tanto del TIRISTOR BT151 como el TRIAC BT136 que son los materiales a utilizar en la experiencia N 1. Al realizar un cuestionario que costa de 6 preguntas proporcionadas en la gua del laboratorio podemos esbozar un resumen consistente de la parte terica del laboratorio que se va ha realizar el dia previsto.ObjetosMediante el siguiente laboratorio utilizando las tcnicas aprendidas en el transcurso de la carrera profesional, para as poder obtener las caracteristicas estticas del TIRISTOR y del TRIAC las cuales van a ser utilizadas en dicha experiencia. Para as poder tener una comparacin con los datos del fabricante (los respectivo Datasheets tanto el TIRISTOR B151 y del TRIAC B136) y con eso poder calcular los errores absolutos y relativos.Marco TericoPara esta parte contamos con 6 cuestionarios proporcionados por el docente, das previos al laboratorio. Estos cuestionarios nos ayudan a entender la teora del TIRISTOR como del TRIAC.A continuacin el cuestionario: Explique cuales son las caractersticas principales del tiristor. Dibujar las curvas caractersticas del tiristor BT 151. Copiar las especificaciones del tiristor BT 151 y explicar su significado. Explique cuales son las caractersticas principales del Triac. Dibujar las curvas caractersticas del Triac BT 136. Cuales son los modos de disparo de un Triac.

Solucionario del cuestionario

A. Explique brevemente cuales son las caractersticas principales del tiristor.

La electrnica de potencia concierne a los circuitos con tiristores, a su diseo y a su funcin en el control de potencia en un sistema. Existen gran variedad de tiristores, pero todos ellos tienen ciertas propiedades en comn: son dispositivos de estado slido que se disparan bajo ciertas condiciones pasando de un estado de alta impedancia a uno de baja, estado que se mantiene mientras que la corriente y la tensin sean superiores a un valor mnimo denominado niveles de mantenimiento. Estructuralmente, todos los tiristores consisten en varias capas alternadas de silicio dopado con impurezas p y n. El disparo de un tiristor se realiza inyectando corrientes en esas uniones de forma que, mediante un reaccin regenerativa, conmuta a conduccin y lo mantiene en este estado aunque la seal de disparo sea retirada, siempre que se verifiquen unos requerimientos mnimos de tensin y corriente. Estas caractersticas hacen que los tiristores sean mucho ms tiles que los conmutadores mecnicos, en trminos de flexibilidad, duracin y velocidad. Estos dispositivos se utilizan en control de potencia, convertidores DC-DC o DC-AC o AC-DC o AC-AC, motores, luz incandescente, etc.

CARACTERISTICAS DE LOS TIRISTORES

Figura 3

a. Bloqueo directo

Si la tensin en el nodo es mayor que la del ctodo, las uniones J1 y J3 se encuentran directamente polarizadas (figura 3), por lo que la cada de tensin en ellas es prcticamente nula. En cambio, la unin de control J2 se encuentra polarizada en inversa, es decir, toda la tensin VAK aplicada en los terminales del tiristor cae en J2:

Si en esta situacin de polarizacin directa la tensin vAKen los terminales del tiristor crece mucho, la cada de tensin en J2tambin aumentar y podra entrar en ruptura por avalancha, provocando la entrada en conduccin del tiristor.

b. Bloqueo inverso

Si la tensin aplicada al nodo es menor que la aplicada al ctodo, la unin de control J2 se encuentra directamente polarizada, por lo que su cada de tensin es prcticamente nula. Las uniones J1 y J3 se encuentran inversamente polarizadas, por lo que prcticamente toda la tensin exterior aplicada al tiristor cae en estas uniones, esto es:

La unin catdica o unin J3 se encuentra muy prxima a las zonas ms dopadas, y por tanto, con ms portadores que ofrecen una menor resistencia a la conduccin. Sin embargo, la unin andica o unin J1 se encuentra prxima a las regiones menos dopadas con pocos portadores, lo que supondr una mayor resistencia a la conduccin. As, la unin J1 es la que soporta casi toda la tensin inversa exterior aplicada en los terminales de nodo y ctodo del tiristor.

Por tanto, las propiedades del tiristor en bloqueo inverso dependen casi exclusivamente de la unin de nodo J1. De ah que se construyan las capas de nodo (capa P1) y de bloqueo (capa N1) de gran espesor y poco dopadas en las proximidades de la unin, con el fin de conferirles una alta resistencia a la conduccin.

B. Dibujar las curvas caractersticas del tiristor bt 151

C. Copiar las especificaciones del tiristor bt 151 y explicar su significado.

Uso usado en el control ligero, la impulsin de circuito elctrico de la lgica, la impulsin de la puerta del SCR de la energa, la ignicin del motor y el otro circuito de control de la conmutacin

Tiristor BT151

Dimensin de la viruta: 2.502.50m m2

Grueso de la viruta: los 2205m

Forma del paquete: TO-220

Mximo ratings Tj=25C

NombreSmboloGradoUnidad

Voltaje mximo de la repeticin Off-stateVDRM600V

Voltaje mximo de la repeticin contrariaVRRM600V

corriente media del En-estadoL8A

el En-estado no-repite la sobretensinItsm80A

Gama de temperaturas de ensambladura del funcionamientoTj110C

Temperatura de almacenajeTatg- 40 a 150C

Characteristics Tj=25C elctrico salvo especificacin de lo contrario

NombreSmboloCondicin de pruebaValorUnidad

MinMx

Voltaje mximo de la repeticin Off-stateVDRMID=0.1mA600V

Voltaje mximo de la repeticin contrariaVRRMIR=0.1mA600V

Corriente mxima de la repeticin Off-stateIDRMVDRM=610V0.02mA

Corriente mxima de la repeticin contrariaIRRMVRRM=610V0.02mA

voltaje mximo del En-estadoVTMIT=23A1.75V

HoldcurrentIHIT=0.2A, IGT=20mA30mA

Corriente de Touchoff de la puertaIIGTVAK=12V, RL=1001.03.0UA

II2.86.0

III5.010.0

IV8.012.0

Corriente de Touchoff de la puertaIVGTVAK=12V, RL=1001.5V

II1.5

III1.5

1.8

D. Explica cuales son las caractersticas principales del triac.

Debido al auge alcanzado por los tiristores en la electrnica de potencia, comenz a investigarse sobre otro tipo de tiristor para la conduccin controlada en circuitos de corriente alterna. De esta forma nace el triac (TRIode AC semiconductor) capaz de bloquear tensin y conducir corriente en ambos sentidos entre los terminales T1y T2(debido a su carcter bidireccional desaparecen los trminos de nodo y ctodo). Su estructura bsica, smbolo y curva caracterstica aparece en la figura 4.

El triac es un componente simtrico en cuanto a la conduccin y estado de bloqueo se refiere. Tiene unas fugas en bloqueo y una cada de tensin en conduccin prcticamente iguales a las de un tiristor convencional. Adems, el hecho de que entre en conduccin si se supera la tensin de ruptura en cualquier sentido lo hace inmune a la destruccin por sobretensin.

Como se observa en la figura 4, la estructura de un triac tiene seis capas, aunque funciona siempre como un tiristor de cuatro. En el sentido T2-T1conduce a travs de P1N1P2N2, y en sentido T1-T2lo hace a travs de P2N1P1N4. La capa N3facilita el disparo con intensidad de puerta negativa. Lo complicado de su estructura hace que soporte menos derivada de tensin e intensidad, y posea una menor capacidad para soportar sobreintensidades.

La caracterstica V-I la vemos representada en la figura 5, en ella se observa la simetra del dispositivo

E. Dibujar las curvas caractersticas del triac bt 136.

F. Cules son los modos de disparo de un triac.

El triac puede dispararse en cualquiera de los dos cuadrantes I o III, esto es, con una corriente positiva o negativa por la puerta y con la aplicacin entre los terminales T1y T2de un impulso positivo o negativo. Esta particularidad simplifica considerablemente el circuito de disparo.As, un triac conduce en el cuadrante I de su curva caracterstica v-i si T2es positivo respecto a T1y se aplica un impulso de puerta positivo o negativo. Esto da lugar a los modos de funcionamiento I+ e I-. Por otro lado, un triac conducir en el cuadrante III si la tensin en T2es negativa respecto a la de T1y se aplica un impulso de corriente positivo o negativo en la puerta. As, un triac puede funcionar segn cuatro modos diferentes: I+, I-, III+ e III-.

Estos cuatro modos de funcionamiento tienen diferente sensibilidad, es decir, la corriente de puerta necesaria para que el triac entre en conduccin es diferente en cada caso. El modo ms sensible es el I+, que funciona como un tiristor convencional, seguido del III-. Estos modos requieren menos corriente de puerta entrante (I+) y saliente (III-) para ser disparados. Son, por tanto, los modos de operacin ms empleados. De los otros dos modos restantes, el I- es el siguiente en orden de sensibilidad, mientras que el modo III+ es el de disparo ms difcil y debe evitarse su empleo.

bibliografa

Electrnica de Potencia - Universidad de Mlaga (http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=56&Itemid=1)

Electronica de Potencia - Muhammad H. Rashid http://www.futurlec.com/Diodes/BT151.shtml http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BT136_SERIES.pdf.