IT
USA
DE
FR
ES
ES
IT
EN
USA
DE
ZH
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
Un tiristor o SCR (Silicon Controlled Rectifier) es un dispositivo semiconductor que permite el flujo de corriente eléctrica sólo en una dirección. Se comporta como un diodo, pero a diferencia de éste, la corriente de paso puede ser conducida.
Más de 10 años en el suministro industrial han llevado a JAES a convertirse en un socio cualificado de algunas de las más importantes empresas fabricantes de tiristores.
El componente principal del tiristor es el silicio, un elemento muy común en la Tierra. El silicio se purifica y se moldea en finas capas llamadas obleas.
Si observamos más de cerca la estructura del silicio, podemos ver que los electrones de valencia, que son los de la capa más externa del átomo, están unidos a otros átomos de silicio, creando una red cristalina muy regular.
Mediante sofisticadas tecnologías, se insertan átomos de diferentes elementos en el silicio más puro. Esta operación se denomina "dopaje".
De este modo, la presencia de impurezas en su red cristalina, permite al silicio convertirse en un semiconductor.
El silicio pertenece al grupo 14 de la tabla periódica de los elementos y tiene 4 electrones de valencia. Si los átomos dopantes pertenecen al grupo 13, que tienen 3 electrones de valencia, como el boro o el galio, podemos obtener un semiconductor de tipo P y crear un agujero. Si en cambio utilizamos elementos del grupo 15 (con 5 electrones de valencia) como el fósforo o el arsénico, podemos generar un semiconductor de tipo N, dejando un electrón libre en la red cristalina.
Si conectamos un semiconductor de tipo P con uno de tipo N, podemos producir una unión P-N. La zona de separación se llama región de agotamiento.
En esta capa fina, los electrones libres de la capa N dada ocuparán los huecos de la capa P, creando una nueva región donde no hay electrones ni huecos libres.
Una vez alcanzado este equilibrio, la región de agotamiento del lado N se carga positivamente, mientras que el lado P se carga negativamente. Por lo tanto, se genera un campo eléctrico, que es una barrera para un intercambio adicional y se comporta como un aislamiento.
Esto es un diodo P-N, si quieres saber más sobre el funcionamiento de un diodo, mira nuestro vídeo anterior.
Si alimentamos los dos extremos con una tensión superior a la barrera de potencial, con el polo negativo en la capa N, que es el cátodo, y el polo positivo en la capa P, que es el ánodo, podemos observar el fenómeno de polarización directa.
Podemos ver los movimientos de nuevos electrones en el interior de la capa N, y los electrones libres que atraviesan la región de agotamiento, llenando los agujeros de la capa P y luego continúan cerrando el circuito.
Con la polarización inversa (por lo tanto, invirtiendo la polaridad de la fuente de alimentación), la región de agotamiento se ampliará y bloqueará el flujo de corriente eléctrica.
Podemos entender que un diodo funciona de forma unidireccional, lo que significa que permite el flujo de corriente sólo en una dirección.
Más de 10 años en el suministro industrial han llevado a JAES a convertirse en un socio cualificado de algunas de las más importantes empresas fabricantes de tiristores.
El componente principal del tiristor es el silicio, un elemento muy común en la Tierra. El silicio se purifica y se moldea en finas capas llamadas obleas.
Si observamos más de cerca la estructura del silicio, podemos ver que los electrones de valencia, que son los de la capa más externa del átomo, están unidos a otros átomos de silicio, creando una red cristalina muy regular.
Mediante sofisticadas tecnologías, se insertan átomos de diferentes elementos en el silicio más puro. Esta operación se denomina "dopaje".
De este modo, la presencia de impurezas en su red cristalina, permite al silicio convertirse en un semiconductor.
El silicio pertenece al grupo 14 de la tabla periódica de los elementos y tiene 4 electrones de valencia. Si los átomos dopantes pertenecen al grupo 13, que tienen 3 electrones de valencia, como el boro o el galio, podemos obtener un semiconductor de tipo P y crear un agujero. Si en cambio utilizamos elementos del grupo 15 (con 5 electrones de valencia) como el fósforo o el arsénico, podemos generar un semiconductor de tipo N, dejando un electrón libre en la red cristalina.
Si conectamos un semiconductor de tipo P con uno de tipo N, podemos producir una unión P-N. La zona de separación se llama región de agotamiento.
En esta capa fina, los electrones libres de la capa N dada ocuparán los huecos de la capa P, creando una nueva región donde no hay electrones ni huecos libres.
Una vez alcanzado este equilibrio, la región de agotamiento del lado N se carga positivamente, mientras que el lado P se carga negativamente. Por lo tanto, se genera un campo eléctrico, que es una barrera para un intercambio adicional y se comporta como un aislamiento.
Esto es un diodo P-N, si quieres saber más sobre el funcionamiento de un diodo, mira nuestro vídeo anterior.
Si alimentamos los dos extremos con una tensión superior a la barrera de potencial, con el polo negativo en la capa N, que es el cátodo, y el polo positivo en la capa P, que es el ánodo, podemos observar el fenómeno de polarización directa.
Podemos ver los movimientos de nuevos electrones en el interior de la capa N, y los electrones libres que atraviesan la región de agotamiento, llenando los agujeros de la capa P y luego continúan cerrando el circuito.
Con la polarización inversa (por lo tanto, invirtiendo la polaridad de la fuente de alimentación), la región de agotamiento se ampliará y bloqueará el flujo de corriente eléctrica.
Podemos entender que un diodo funciona de forma unidireccional, lo que significa que permite el flujo de corriente sólo en una dirección.
El tiristor se diferencia del diodo en que tiene cuatro capas de obleas semiconductoras alternas en la configuración "P-N - P-N" que forma tres regiones de agotamiento: donde el ánodo es la capa P exterior, el cátodo la capa N opuesta, y la llamada Puerta, que se encuentra al final del semiconductor P intermedio.
Como puedes ver, sería imposible hacer fluir la corriente eléctrica porque en polarización directa aumentaría la región de agotamiento central, y en polarización inversa aumentarían las otras dos.
Para conducir la corriente eléctrica en polarización directa, el tiristor debe superar la región de agotamiento central con un método llamado disparo de puerta.
Se conecta una segunda fuente de alimentación entre el cátodo y la puerta, los electrones pasan a través de la primera capa N, superan la primera polarización directa y fluyen hacia la capa P.
Ahora el semiconductor P tiene muchos más electrones que el semiconductor N anterior.
Por esta razón, la capa P actúa como una capa N, hacia la capa N superior; así que los electrones pasan a través de la región de agotamiento central.
Las tres capas inferiores parecen ahora un gran semiconductor N y la corriente eléctrica puede atravesar la última unión P-N y cerrar el circuito. La fuente de alimentación secundaria puede eliminarse ahora porque el tiristor se comporta como un diodo de unión P-N y seguirá funcionando sin un disparo de puerta adicional.
El disparo de puerta funciona como un interruptor para permitir o no el paso de corriente en el tiristor, permitiendo su conducción.
Debido a esta característica, los tiristores se utilizan en inversores, convertidores de tensión alterna y rectificadores de tensión controlables, ya que pueden suministrar tensiones continuas ajustables a partir de una tensión alterna fija.
De hecho, al proporcionar una corriente alterna a un tiristor (que tiene una tensión alterna sinusoidal), éste sólo puede suministrar una única corriente rectificada de media onda, llamada corriente continua pulsante.
Además, al retrasar el disparo de la puerta, el tiristor puede dispararse en cualquier instante de la alternancia positiva de la tensión para regular la intensidad de la corriente de salida.
Un condensador suaviza la señal, suministrando una corriente continua.
Los tiristores pueden ser muy pequeños (capaces de manejar unas pocas decenas de miliamperios), o pueden ser de media y alta tensión (más adecuados para aplicaciones de control de potencia, como el atenuador de luz o en el control de máquinas de soldar).
Sin embargo, los tiristores se utilizan habitualmente en aquellos dispositivos que requieren un control de alta potencia. También se utilizan en aplicaciones industriales y en la regulación de la velocidad de los motores eléctricos en la tracción ferroviaria.
Descubra cómo funciona el tren eléctrico viendo nuestro vídeo anterior.
Si te parece útil este vídeo, háznoslo saber dejando un comentario y un pulgar hacia arriba. También puedes compartirlo y no olvides suscribirte a nuestro canal de YouTube.
Como puedes ver, sería imposible hacer fluir la corriente eléctrica porque en polarización directa aumentaría la región de agotamiento central, y en polarización inversa aumentarían las otras dos.
Para conducir la corriente eléctrica en polarización directa, el tiristor debe superar la región de agotamiento central con un método llamado disparo de puerta.
Se conecta una segunda fuente de alimentación entre el cátodo y la puerta, los electrones pasan a través de la primera capa N, superan la primera polarización directa y fluyen hacia la capa P.
Ahora el semiconductor P tiene muchos más electrones que el semiconductor N anterior.
Por esta razón, la capa P actúa como una capa N, hacia la capa N superior; así que los electrones pasan a través de la región de agotamiento central.
Las tres capas inferiores parecen ahora un gran semiconductor N y la corriente eléctrica puede atravesar la última unión P-N y cerrar el circuito. La fuente de alimentación secundaria puede eliminarse ahora porque el tiristor se comporta como un diodo de unión P-N y seguirá funcionando sin un disparo de puerta adicional.
El disparo de puerta funciona como un interruptor para permitir o no el paso de corriente en el tiristor, permitiendo su conducción.
Debido a esta característica, los tiristores se utilizan en inversores, convertidores de tensión alterna y rectificadores de tensión controlables, ya que pueden suministrar tensiones continuas ajustables a partir de una tensión alterna fija.
De hecho, al proporcionar una corriente alterna a un tiristor (que tiene una tensión alterna sinusoidal), éste sólo puede suministrar una única corriente rectificada de media onda, llamada corriente continua pulsante.
Además, al retrasar el disparo de la puerta, el tiristor puede dispararse en cualquier instante de la alternancia positiva de la tensión para regular la intensidad de la corriente de salida.
Un condensador suaviza la señal, suministrando una corriente continua.
Los tiristores pueden ser muy pequeños (capaces de manejar unas pocas decenas de miliamperios), o pueden ser de media y alta tensión (más adecuados para aplicaciones de control de potencia, como el atenuador de luz o en el control de máquinas de soldar).
Sin embargo, los tiristores se utilizan habitualmente en aquellos dispositivos que requieren un control de alta potencia. También se utilizan en aplicaciones industriales y en la regulación de la velocidad de los motores eléctricos en la tracción ferroviaria.
Descubra cómo funciona el tren eléctrico viendo nuestro vídeo anterior.
Si te parece útil este vídeo, háznoslo saber dejando un comentario y un pulgar hacia arriba. También puedes compartirlo y no olvides suscribirte a nuestro canal de YouTube.